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理想气体的压强公式与气压随高度变化的推导

理想气体的压强公式与气压随高度变化的推导
09港航2班杨文江0903010232 任课老师:丁万平
1、温度恒定,
2、温度随高度变化)(给出高度与确良压强的计算公式)
已知对一定质量的同种理想气体,在任一状态下的PV/T值都相等,即
PV/T=P0V0/T0
其中P0,V0,T0为标准状态下相应的状态参量。

实验指出,在一定温度和压强下,气体的体积和它的质量m或摩尔数v成正比。

以V m,0表示气体在标准状态下的摩尔体积,则v mol气体在标准状态下的体积应为V0=vV m,0,代入上式,得PV=vP0V m,0T/T0。

由阿伏伽德罗定律知,在相同温度和压强下,1 mol的各种理想气体的体积都相同,因此P0V m,0/T0的值就是一个常量,以R表示,则有
R≡P0V m,0/T0=8.31(J/(mol·K))
故有PV=vRT
引入波尔兹曼常量k,k≡R/N A =1.38×10-23J/K
则理想气体状态方程又可写为P=nkT,其中n=N/V是单位体积内气体分子的个数。

1、由上式可以看出,当温度恒定时,理想气体压强随气体分子数密度的增加而增大,成正比关系。

2、已知在高度变化不大时,温度随高度的变化规律是t=t0−0.6×△h/100,t0是某一水平面高度上的温度,△h为升高或者下降的高度。

化为热力学温度为T=T0−0.6×△h/100,把此式代入P=nkT得,P=nk(T0−0.6×△h/100)=nkT0−0.6nk×△h/100。

如果以标准状态下的理想气体压强为参照,则在高度为h处的压强P=P0−0.6nk×△h/100,这就是温度随高度变化时,理想气体的压强公式。

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