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  • 1 # 軒中

    什麼是理想氣體,理想氣體其實就是我們不考慮分子之間的相互作用,也就是忽略了分子之間的勢能。當我們只考慮分子的動能的時候,這就是理想氣體。而分子的動能與溫度成正比,而與體積無關,所以,理想氣體的能量是溫度的函式。

    理想氣體是做了很多近似的,在理想氣體中,我們把氣體分子看成了剛性小球。而實際的氣體不能這樣看,因為分子之間存在範德瓦爾斯力,所以真實的氣體分子被稱為範德瓦而斯氣體,描述真實氣體的物理方程被稱為範德瓦爾斯方程。真實氣體的能量是溫度和體積的函式。

    因此,理想氣體只是一個近似,理想氣體方程pv=nRT也只是一個近似方程。在高中物理與化學中,我們一般只學習這個方程。但實際上如果不考慮真實的氣體方程,我們無法解釋氣體的液化等相變現象。

    理想氣體狀態方程中能量只是溫度的函式也可以從理想氣體方程pv=nRT看出來。在這個方程中,方程的左邊pv其實就是能量,而方程的右邊只有溫度這個變數,所以從這個方程中也可以看出理想氣體能量只是溫度的函式。當然了,這是一種模糊的物理直覺,對於剛學習物理的同學來說,則需要掌握這種分析方程,然後再去思考為什麼。

    當然,理想氣體狀態方程其實很無趣,因為它太簡單了,所以不能描述相變。在真實氣體方程中,我們必須加入體積的平方項這種非線性項,有了這個項,整個方程就會變得十分有趣,也可以描述真實的千變萬化的世界。

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