理想氣體

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理想氣體為假想的氣體。其假設為:

  • 氣體分子本身不佔有體積
  • 氣體分子持續以直線運動,並且與容器器壁間發生彈性碰撞,因而對器壁施加壓力
  • 氣體分子間無作用力,亦即不吸引也不排斥
  • 氣體分子的平均能量與開爾文溫度成正比

其特性為:

  • 理想氣體適用理想氣體狀態方程
  • 理想氣體絕不液化

真實氣體在愈低壓、愈高溫的狀態,氣體行為愈理想,性質愈接近理想氣體。最接近理想氣體的氣體為氦氣

理想氣體狀態方程[編輯]

理想氣體狀態方程是描述理想氣體處於平衡態時的狀態方程。他建立在波以耳定律查理定律蓋-呂薩克定律阿伏伽德羅定律等經驗定律上。

處於平衡態的氣體,其狀態由壓強P,體積V,和溫度T刻劃,表達這幾個量之間的關係的方程稱之為氣體的狀態方程。不同的氣體有不同的狀態方程。這些方程通常很複雜。但在壓強很小,溫度不太高也不太低的情況下,各種氣體的行為都趨於理想氣體。理想氣體的狀態方程具有非常簡單的形式。

理想氣體狀態方程一般寫作

{p} {V} = {n} {R} {T}{p} {V} = {N} {K} {T}
其中:
P表理想氣體的壓強單位標準大氣壓atm);
V表理想氣體的體積,單位為公升(L);
n表理想氣體的物質的量,單位為莫耳(mol);
R理想氣體常數,約為0.082 atm·L·mol−1·K−1
K波爾茲曼常數K = 1.38066 x 10−23 J/K = 8.617385 × 10−5 eV/K;
N表單位體積氣體粒子數
T表理想氣體的溫度,單位為凱氏溫度(K)。

真實氣體的狀態方程參見: