气体

从宏观上来区分物质的聚集状态,通常有气态液态和固态。

这三种聚集状态各有其特点，并可以在一定条件下相互转化。与液体、周体相比，气体是物质的一种较简单的聚集状态。

气体的基本物理特性

扩散性

可压缩性

主要表现在:

气体没有固定的体积和形状。当将定量的气体引入一 密闭容器中时，气体扩散并均匀地充满容器的整个空间。气体只能具有与容器相同的形状和体积(容器的容积)。

气体是最易被压缩的一种聚集状态。扩散是气体本身能自动进行的过程,压缩是扩散的相反过程,必须依靠外界作用才能进行。

不同种的气体能以任意比例相互均匀地混合。这是气体能自动扩散的必然结果。

气体的密度比液体和固体的密度小很多。

理想气体状态方程式

在比较温和的条件(如常压和室温)下探求气体体积的变化规律,将观察和实验结果归纳。合考虑p,V, T,n之间的定量关系,得出

pV = nRT

严格地说，该方程式只适用于理想气体，被称为理想气体状态方程式。

理想气体是认定气体分子本身没有体积、分子间也没有相互作用的假想情况。

真实气体，只有在低压高温下，分子间作用力比较小，分子间平均距离比较大,分子自身的体积与气体体积相比，完全微不足道，才能把它近似地看成理想气体。

确定式中的通用气体常数R,又称为摩尔气体常数，R = 8.314J. K-'. mol'。标准状况下，T= 273.15 K,p = 101325 Pa,n = 1 mol。

气体混合物

当几种不同的气体在同一容器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们相互间的作用力都可以略而不计，这就是理想气体混合物。

分压定律

混合前后，各组分气体的温度和体积保持不变，混合气体中每一组分气体都能均匀地充满整个容器的空间，又互不干扰如同单独存在于容器中一样。

任一组分气体分子对器壁碰撞所产生的压力不因其他组分气体的存在而有所改变，与它独占整个容器时所产生的压力相同。混合气体中组分气体所施加的压力叫做该组分气体的分压。

对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于在相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。

混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。

分体积定律

在混合气体的有关计算中，常涉及到体积分数问题。这就有必要讨论分体积定律。

混合气体中组分B的分体积V是该组分单独存在并具有与混合气体相同猛度和压力时占有的体积。

实验结果表明:混合气体体积等于各组分的分体积之和。这一规律叫做分体积定律。即

V= V1+ V2+……

气体分子运动论的基本要点

①气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。

②气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒地无规则运动之中。

③除了在相互碰撞时，气体分子间相工作用是很弱的，甚至是可以忽略的。

④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性横撞。碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。

⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。

真实气体

理想气体状态方程只有在较高的温度下才适合于真实气体。对某些真实气体（如He,H2,O2,N2等）来说，在常温常压下才适合于pV=nRT这一关系，而对另一些气体（如CO2,H2O（g）等）将产生1%～2%的偏差，甚至更大。压力增大，偏差也增大。

探究产生偏差的主要原因有:

①气体分子体积的影响:按照气体分子运动论的基本要点之一，分子本身的体积与气体体积相比较，前者可以略面不计。在充有气体的容器中，当压力升高时，自由空间减小，气体体积变小，由于忽略分子体积所产生的误差就要显现出来。特别是对于那些组成较复杂的摩尔质量较大的分子来说、它们本身的体积要比简单分子大，由此产生的偏差也会较大。

②分子间的相互作用(分子间力)的影响:气体分子运动论认定、除了在碰撞时，分子间没有相互吸引或排斥。实际上，当气体的密度变大时(体积缩小、压力增大)，分子间靠得较近，分子间力变得足够强，减到了分子对器壁的碰撞、相应产生的压力变小。不同种气体，其分子同作用力不同，由于分子间力的影响而偏离理想气体的程度有所不同。

真实气体状态方程

物质的量为1时,（p+a/V^2）(V-b)=RT

物质的量为n时,[p+a(n/V)^2](V-nb)=nRT

压力修正项：真是气体分子之间是有引力的,当分子处于系统内部时,分子与周围分子的作用力对称,可以相互抵消,其合力为零.但当分子靠近器壁时,周围分子分布不对称,撞向器壁分子的后面会受其他分子的一种拉力,使分子的动量减少,从而使器壁承受的压力也减小.这种作用力称为内压力,内压力的大小与单位体积中的分子数成正比,用a/V^2表示内压力,因而压力项被校正为（p+a/V^2）.

体积修正项：真实气体分子自身是有体积的,所以将气体的体积修正为（V-b）