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气体和溶液

气体，于我们而言似乎十分熟悉，它围绕在我们身边，与我们的生存和生活息息相关；但似乎我们对它又不是那么熟悉，因为我们既看不见它，也摸不着它（除非你把手伸出80迈的车窗外）。

目录（content）

01气体的特点

02理想气体状态方程

03气体混合物

04真实气体

01

气体有啥特别的呢？

物质三态中，气态与其他两种状态相比，是一种较为简单的状态。为啥简单呢？因为气体状态下，构成气体的微观粒子距离较远，受到彼此的约束较少，更加自由，仿佛一颗颗漂浮在空间的小球。而固态和液态中的粒子距离较近，彼此约束较大，运动的时候受周围粒子影响较大，运动状态也更加复杂。

有图可以就可以看出气体的三个特点：

一是气体密度比液体和固体的小很多，而且容易被压缩；

二是气体没有固定体积和形状，它们取决于装气体的容器；

三是不同气体能以任意比例相互混合且能均匀混合。

02

理想气体状态方程

首先，理想气体是什么？

理想气体就是现实中不存在的，是我们假设出来的一种气体。废话？真实气体中的粒子尽管十分自由，可还是会被彼此约束，而在我们假设的理想气体中，粒子之间是完全自由的，彼此之间没有引力/斥力，除此之外，忽略粒子本身的体积，即：V总=V运动。

那，理想气体状态方程是什么呢？

气体所处的状态，通常使用压力(P)、体积(V)、温度(T)和物质的量(n)这些物理量来进行描述。

比如，小吴送我的这瓶山间清风：ml，1kPa，K。

17~18世纪的科学家，在研究过程中发现：气体的状态在变化过程中，其各个物理量之间存在某种关系。理想气体方程就描述了理想气体的各个物理量之间的变化关系：

PS:真实气体在低压高温的状态下，可以近似的看成理想气体，并进行计算。

03

气体混合在一起是怎样的呢？

两种或多种气体可以任一混合，且均匀混合，这一点与液体和固体完全不同。空气就是典型的混合气体，是由氧气、氮气、二氧化碳等其他气体混合在一起的。混合气体中的每一种气体，都称为该混合气体的组分气体。

混合气体中存在着两个重要的定律：

1.分压定律

某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。

混合气体对器壁的总压力=各组分气体的分压之和

2.分体积定律

混合气体中的组分B的分体积VB：该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占的体积。

混合气体的体积=各组分气体的体积之和

04

有真实气体方程吗？

除了在特殊状态下，真实气体的各个物理量之间的变化关系并不符合理想气体状态方程，存在不小的误差。那么，真实气体方程，能够准确描述真实气体的物理量之间的变化关系吗？

当然有啦！年vanderWaals提出了vanderWaals方程来描述真实气体：

与理想气体方程相比，vanderWaals方程多了两项，分别是压力正相和体积校正相。因为与理想气体相比，真实气体需要考虑气体粒子之间的相互吸引力，和粒子本身所占的空间。

压力校正

真实气体的粒子间存在引力，这种吸引作用减弱了粒子对器壁的碰撞作用，使得真实气体侧得的压力要比理想气体推测的压力要小，因此需要加上这部分被削弱的压力作为补偿才能符合理想气体的状态方的变化规律，即：p理想=p真实+p减弱，而压力的减弱与(n/V)2成正比。

体积校正

理想气体状态方程中的V，指的是气体自由运动的空间大小。而在真实气体中，粒子会占据一部分空间，导致粒子自由运动的空间相较于同体积理想气体要小一些（见02部分详述），因此需要减掉这部分粒子所占体积才能得到气体自由运动的体积，从而符合理想气体状态方程的变化规律，即V理想=V真实-V粒子，而粒子所占体积和粒子的量成正比。

您的

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