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氣體有哪些宏觀屬性

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氣體有哪些宏觀屬性

發布日期:2020-05-28 作者: 點擊:

包頭氣體有哪些宏觀屬性


宏觀屬性


當觀察氣體時,通常會指出參考物或長度尺度。較大的長度尺度對應著氣體的宏觀屬性或者總體看法。其范圍(可指體積)至少要能容納大量的氣體粒子。對這般采樣尺寸的氣體的統計分析會得到樣品內所有氣體粒子的平均屬性(例如速度,溫度,壓強等)。反之,一個較小的參考長度尺度對應著氣體的微觀屬性或者粒子層面的看法。


壓強


主條目:壓強


在公式中常用"p"或"P"來表示氣體壓力,其單位則常為國際單位制中的帕斯卡。


在描述一個有容器的氣體時,壓力(或者絕對壓力)是在氣體作用在容器表面上,單位面積所施的力,在此空間內,可以視為氣體粒子會直線運動,直到和其它分子或者容器壁碰撞為止。若和容器壁碰撞,單位時間內氣體粒子動量的變化就是氣體作用在容器上的力,在碰撞過程中,只有垂直容器壁的氣體粒子速度分量會變化,若氣體粒子是沿著容器壁運動,其動量不會變化。因而容器壁受到的力就是和容器壁碰撞的氣體粒子其動量變化的平均值。


壓力是所有碰撞容器壁的氣體粒子,其產生的力除以容器壁總面積后的值。


氣體


溫度


在公式中常用"T"來表示氣體溫度,其單位則常為國際單位制中的開爾文。


氣體粒子的速度和其絕對溫度成正比。在右邊的影片中,當氣球放進液態氮中時,因為溫度降低,氣體粒子速度變慢,氣球體積也隨之縮小。氣體系統的溫度和其中粒子(原子或分子)的運動有關。在統計力學中,溫度可以表示儲存在粒子中的平均動能。儲存能量的方式和粒子的自由度有關。借由氣體粒子碰撞,粒子產生平移、旋轉或者振動的運動,其動能也隨之提高。反之的,固體中的分子因為在晶格中,無法有平移或旋轉的運動,只能以振動的方式提高溫度。加熱的氣體,因為持續和容器或其它氣體粒子碰撞,其速度分布范圍較大,可以用麥克斯韋-玻爾茲曼分布描述,此時會假設氣體粒子近似為接近熱力學平衡狀態下的理想氣體。


比容


主條目:比容


參見:體積(熱力學)


在公式中常用"v"來表示氣體比容,其單位則常為國際單位制中的立方米每千克。表示氣體體積常用"V",其單位常為立方米。


在描述熱力學性質時,會將性質區分內含及外延性質。和氣體的量(體積或者質量)有關的量稱為外延性質,和氣體的量(體積或者質量)無關的量稱為內含性質。比容是內含性質,是熱平衡時,單位質量氣體的體積。氣體的體積和氣體量有關,因而是外延性質。


固態和液體的比容會隨壓力或溫度而有輕微的變化,但壓力或溫度改變時,氣體的比容也有顯著的變化,溫度相同的氣體,當壓力減半時,其比容會加倍,因而氣體具備壓縮性。


密度


主條目:密度


在公式中常用ρ來表示氣體密度,其單位則常為國際單位制中的千克每立方米,為比容的倒數。


因為氣體分子常會裝在容器中移動,其質量通常會用密度來表示。密度是單位體積下的質量,也是比容的倒數。氣體密度變化的范圍很大.因為當受到壓力或體積的限制時,氣體分子之間可以靠得更近。密度的變化即是可壓縮性,氣體的密度和壓力及溫度都是狀態變數,在過程中的變化會依照熱力學的定律。針對靜態氣體而言,氣體的密度在整個容器中是相同的。密度是一標量,若是固定質量氣體,密度和容器的體積成反比。


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