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2013年一级结构工程师基础考点：理想气体上
理想气体
波义耳定律
V=k/P
V 是指气体的体积
P 指压强
k 为一常数
这个公式又可以继续推导，理想气体的体积与压强的乘积成为一定的常数，即：
PV=k
如果在温度相同的状态下，A、B两种状态下的气体关系式可表示成：
PAVA=PBVB
习惯上，这个公式会写成：
p2=p1V1/V2
气态方程全名为理想气体状态方程，一般指克拉珀龙方程：pV=nRT。其中p为压强，V为体积，n为物质的量，R为普适气体常量，T为绝对温度(T的单位为开尔文(字母为K)，数值为摄氏温度加273.15,如0℃即为273.15K)。
当p，V，n，T的单位分别采用Pa(帕斯卡)，m3(立方米)，mol，K时，R的数值为8.31。该方程严格意义上来说只适用于理想气体，但近似可用于非极端情况(低温或高压)的真实气体(包括常温常压)。
克拉珀龙方程的来源
波义耳-马略特定律：在等温过程中，一定质量的气体的压强跟其体积成反比。即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。即p1V1=p2V2。
盖·吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的条件下，
温度每升高(或降低)1℃，它的体积的增加(或减少)量等于0℃时体积的1/273。
查理定律指出，一定质量的气体，当其体积一定时，它的压强与热力学温度成正比。即
P1/P2=T1/T2 或pt=P′0(1+t/273)
式中P′0为0℃时气体的压强，t为摄氏温度。
综合以上三个定律可得pV/T=恒量，经实验可得该恒量与气体的物质的量成正比，得到克拉珀龙方程。
理想气体状态方程式的推导过程
首先对于同样摩尔质量n=1的气体
有三个方程，PV=C1,P/T=C2,V/T=C3
然后三个相乘，有(PV/T)^2=C1*C2*C3 [不能直接相乘]
所以PV/T=根号(C1*C2*C3)=C(C为任意常数)
然后取一摩尔的任意气体，测出P，V，T，算出常数C，
例如在0度，即T=273K，此时大气压若为P=P0，则V=22.4 L,
算出 定之为R，然后，当n增大后，保持P、T不变，则V'变为n*V,所以有PV'=P(nV)=nRT
在任何容器内的气体混合物中，如果各组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。也就是说，一定量的气体在一定容积的容器中的压强仅与温度有关。
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