克拉伯龙(benoitpaulémileclapeyron,1799-1864)方程又名理想气体状态方程 pv=nrt, 其中p是压强(pa)、v是体积(m^3)、n是物质的量(mol)、t是温度(k)、r是一个常数。不过只适用于理想气体。 理想气体状态方程(idealgas,equationofstateof),描述理想气体状态变化规律的方程。质量为m的理想气体,其状态参量压强p、体积v和绝对温度t之间的函数关系为ρv=mrt/μ=νrt 式中μ和v分别是理想气体的摩尔质量和摩尔数;r是气体常量。对于混合理想气体,其压强p是各组成部分的分压强p1、p2、……之和,故 pv=(p1+p2+……)v=(v1+v2+……)rt,式中v1、v2、……是各组成部分的摩尔数。 以上两式是理想气体和混合理想气体的状态方程,可由理想气体严格遵循的气体实验定律得出,也可根据理想气体的微观模型,由气体动理论导出。在压强为几个大气压以下时,各种实际气体近似遵循理想气体状态方程,压强越低,符合越好,在压强趋于零的极限下,严格遵循。 这个方程式是有阿伏加德罗定律推演而来。 克拉伯龙方程式通常用下式表示:pv=nrt……① p表示压强、v表示气体体积、n表示物质的量、t表示绝对温度、r表示气体常数。所有气体r值均相同。如果压强、温度和体积都采用国际单位(si),r=8.314帕·米3/摩尔·k。如果压强为大气压,体积为升,则r=0.0814大气压·升/摩尔·k。 因为n=m/m、ρ=m/v(n—物质的量,m—物质的质量,m—物质的摩尔质量,数值上等于物质的分子量,ρ—气态物质的密度),所以克拉伯龙方程式也可写成以下两种形式: pv=m/mrt……②和pm=ρrt……③ 以a、b两种气体来进行讨论。 (1)在相同t、p、v时: 根据①式:na=nb(即阿佛加德罗定律) 摩尔质量之比=分子量之比=密度之比=相对密度)。若ma=mb则ma=mb。 (2)在相同t·p时: 体积之比=摩尔质量的反比;两气体的物质的量之比=摩尔质量的反比) 物质的量之比=气体密度的反比;两气体的体积之比=气体密度的反比)。 (3)在相同t·v时: 摩尔质量的反比;两气体的压强之比=气体分子量的反比)。 阿佛加德罗定律推论 一、阿佛加德罗定律推论 我们可以利用阿佛加德罗定律以及物质的量与分子数目、摩尔质量之间的关系得到以下有用的推论: (1)同温同压时v2=n1n2②ρ1m2③同质量时v2=m2④p1n2=n1p1m1 (3)同温同压同体积时ρ2=m1m2 具体的推导过程请大家自己推导一下,以帮助记忆。推理过程简述如下: (1)、同温同压下,体积相同的气体就含有相同数目的分子,因此可知:在同温同压下,气体体积与分子数目成正比,也就是与它们的物质的量成正比,即对任意气体都有v=kn;因此有v1n2=n1ρ2=m1m2。