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[摘 要 ]在查理定律和范氏气态方程的基础上,求得查理定律常量的表达式,并通过实例计算,对求得的表述式进行验证.
[关 键 词 ]查理定律范氏气态方程查理定律常量表达式探讨
中图分类号:O302文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120002-01
一、前言
查理定律的常量是一个给定体积下的常量,因此,可用一个含有瓦斯体积(贮存瓦斯容器的容积)的式子来表示查理定律的常量,那么,如何确定查理定律常量的表达式呢下面将在查理定律和范氏气态方程的基础上进行探讨.
二、查理定律和范氏气态方程
查理定律可用公式表示为
范氏气态方程可写为
以上两式中,
P-查理定律计算的瓦斯压强,Pa,
C-查理定律的常量,Pa.K-1,
T-瓦斯的热力学温度,K,
T等于273+t,t为瓦斯的摄氏温度,℃,
P范-范式气态方程计算的瓦斯压强,Pa,
N-贮存在容器中的瓦斯量,mol,
R-摩尔气体恒量,8.31Jmol-1k-1,
V-瓦斯的体积(贮存在瓦斯容器的容积),m3,
-瓦斯分子引力常量,226×10-3Nm4mol-2,
-瓦斯分子体积常量,42.4×10-6m3mol-1.
三、查理定律常量表达式的探讨
(一)查理定律常量表达式的确定
在上述的(1)式和(2)式中,另P等于P范,则
因为查理定律成立的条件是温度T较高,在T较高的情况下
上面(4)式就是查理定律常量C的表达式.
(二)查理定律常量表达式的验证
一个容积V为2m3的容器,贮存的瓦斯量N为1摩尔,瓦斯温度T等于300K,试用查理定律和范式气态方程来计算瓦斯的压强.
解:由查理定律的常量C表达式得
查理定律计算的瓦斯压强P为
P等于C.T等于4.155×300等于1246.5 Pa
范式气态方程计算的瓦斯压强P范为
由计算结果可见,查理定律计算的瓦斯压强P和范式气态方程计算的瓦斯压强P范相等.这就说明了所确定的查理定律常量C的表达式是正确的.