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开放系统封闭系统孤立系统
物质交流√××
能量交换√√×
稳定时平衡态

理想气体状态方程 ​

pV=mMRT=vRT

m 气体总质量,M 气体摩尔质量,v=mM 气体的物质的量,R=8.31J⋅mol−1⋅K−1 是摩尔气体常量。

p=nkT

玻尔兹曼常量 k=RNA=1.38×10−23J/K ,n=NV 单位体积内气体的分子数,即气体的分子数密度。

理想气体的压强公式和温度公式 ​

压强公式:

p=13nm0v2¯=23nεt¯

温度公式:(分子平均平动动能)

εt¯=12m0v2¯=32kT

n=NV 气体数密度;k=RNA 玻尔兹曼常数;m0:单个分子质量;v2¯ 分子速率平方的平均;

v2¯ 方均根速率;ρ=nm0 气体质量体密度

分子总类平动转动总自由度 i
单原子分子303
刚性双原子分子325
刚性三原子以上分子336

1 个刚性分子平均总动能:

εk¯=i2kT

1 mol 刚性分子平均总动能:

E=NAi2kT=i2RT

k=RNA 玻尔兹曼常数

ΔE=i2RΔT

质量为 m 刚性分子平均总动能:

E=mMi2kT=i2RT

三种统计速率 ​

m0 是一个气体分子的质量。

平均速率 ​

v―=8kTm0=8RTM=1.60RTM

最概然速率 ​

vp―=2kTm0=2RTM=1.41RTM

方均根速率 ​

vrms―=v2―=3kTm0=3RTM=1.73RTM

分子数密度按势能分布的规律 ​

n=n0⋅e−εpkT

分子数密度按能量分布的规律 ​

n=n0⋅e−mgzkT

等温气压公式 ​

p=p0⋅e−mgzkT(p0=n0kT)

平均碰撞频率 ​

Z¯=2πd2nv¯

平均自由程 ​

λ=v¯Z¯=12πd2n

n=NV 气体分子数密度;d 分子有效直径;v¯