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理想氣體定律是化學中用來描述"理想氣體"行為的方程式，理想氣體是一種假設的氣體物質，它隨機運動，不與其他氣體相互作用。這個方程的公式是PV=nRT，意思是壓力乘以體積等于摩爾數乘以理想氣體常數乘以溫度。理想氣體定律通常用于國際單位制，所以P是帕斯卡，V是立方米，n是無量綱的，代表摩爾數，R是焦耳除以凱爾文乘以摩爾，T是凱爾文。定律也可以用PV=NkT，用粒子數（n）代替摩爾數，用玻爾茲曼常數代替摩爾數理想氣體常數。科學家用燒杯研究理想氣體定律時必須了解的一個重要因素是它只在理想的理論情況下工作。真實的氣體相互作用，并與自身發生不同程度的相互作用，這些相互作用會削弱氣體粒子運動的隨機性。例如，在低溫和高壓下，氣體之間的吸引力可能會顯著改變氣體的行為方式。在足夠低的溫度和足夠高的壓力下，許多氣體甚至變成液體，但是理想氣體定律并不能解釋這種現象。理想氣體定律有多種用途，但它們幾乎總是涉及理論上的情況。我們可以用理想氣體定律來確定理想氣體的任何未知性質，假設我們知道其余的性質。例如，如果壓力，摩爾數和溫度已知，通過簡單的代數計算體積是可能的在某些情況下，理想氣體定律可用于實際情況，但僅適用于在特定溫度和壓力條件下行為嚴格遵循該定律的氣體，理想氣體定律在高中和大學的普通化學課上通常都有非常詳細的教學內容。學生們用這個定律來學習化學計算的基本知識，并且在實際應用這個方程之前，通常需要進行幾個單位的換算。這個定律也是舉例說明了氣體行為的幾個重要概念。舉例來說，氣體系統壓力的增加往往與體積的減少相對應，反之亦然。理解所證明的關系很重要，即使這個方程不能用于精確計算實際氣體系統。

發表于 2020-09-17 18:57
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分類：科學教育

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