真空、理想氣體狀態(tài)方程、氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)

地球的周圍有一層厚厚的空氣，稱為大氣，人類就生活在這些大氣中。空氣有一定的質(zhì)量，在通常況下，大約為129g/，可以說是很輕的。但地球周圍的空氣非常密，在幾十公里以上的高空還有空氣存在這么厚的一層空氣受地球引力作用，就會(huì)對(duì)地面上的一切物體產(chǎn)生壓力，這就是大氣壓。早在17世紀(jì)，里拆利就通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了大氣壓強(qiáng)的大小。通常一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約等于01MPa，相當(dāng)于760mm左右的柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)。真空是指低于一個(gè)大氣壓的氣體空間，但不可理解為什么都沒有。真空是同正常的大氣相比，是比較稀薄的氣體狀態(tài)。按照阿佛加德羅定律1mo任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有6.022×103個(gè)分子，占據(jù)2.4L的體積。由此我們得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體分子的密度為3×10個(gè)/cn在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)氣體處于平衡時(shí)，滿足描述理想氣體的狀態(tài)方程。NPTT式中的N為氣體的摩爾數(shù)，P為壓力(Pa)廠熱力學(xué)溫度，K為波爾茲曼常數(shù)，K=138×102/K。因此在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體分子數(shù)密度與壓力和溫度有關(guān)。每立方厘米中的氣體分子數(shù)可以表示為：n=7.24×100T式中n為氣體分子數(shù)密度(cm3)，由此可見，即便在P=1.3×10Pa這樣很高的真空度時(shí)，T=293K時(shí)，每立方厘米的空間中仍有數(shù)百個(gè)氣體分子。因此所謂真是相對(duì)的，真空是不存在的。同時(shí)我們也可知，氣體分子數(shù)密度在溫度不變時(shí)，與壓力成正比。因此，真空度可用壓力來表示也是以此為理論依據(jù)。在真空抽氣過程中，一般可認(rèn)為是等溫的，我們說容器中的壓力降低了或氣體分子數(shù)密度減少了都是正確的。

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