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气体压力 编辑
气体压力就是气体给予器壁的压力,它是大量分子连续不断地撞击器壁的宏观表现,是用来描述体系状态的一个重要参数。许多物理、化学性质,例如点、沸点、蒸气压几乎都与压力有关。在化学热力学和化学动力学研究中,压力也是一个很重要的因素。因此,压力的测量具有重要的意义。
中文名:气体压力
外文名:gas pressure
属性:描述体系状态的一个重要参数
学科:化学热力学和化学动力学
单位:Pa或帕
压力是用来描述体系状态的一个重要参数。许多物理、化学性质,例如熔点、沸点、蒸气压几乎都与压力有关。在化学热力学和化学动力学研究中,压力也是一个很重要的因素。因此,压力的测量具有重要的意义。就物理化学实验来说,压力的应用范围高至气体钢瓶的压力,低至真空系统的真空度。压力通常可分为高压、中压、常压和负压。压力范围不同,测量方法不一样,精确度要求不同,所使用的单位也各有不同的传统习惯。
仪器图
气体是物质的一个态。气体与液体一样是流体:它可以流动,可变形。与液体不同的是气体可以被压缩。气体有实际气体和理想气体之分。理想气体状态方程里有四个变量——气体的压力p、气体的体积V、气体的物质的量n以及温度T和一个常量(气体常为R)。被密封在某种容器中的气体,其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的。它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的。压力是指均匀垂直作用于单位面积上的力,也可把它叫作压力强度,或简称压强。国际单位制(SI)用帕斯卡作为通用的压力单位,以Pa或帕表示。当作用于1平方米面积上的力为1N(牛顿)时就是1Pa(帕斯卡)。
但是,原来的许多压力单位,例如,标准大气压(或称物理大气压,简称大气压)、工程大气压(即kg·cm-2)、巴等仍然在使用。物理化学实验中还常选用一些标准液体(例如汞)制成液体压力计,压力大小就直接以液体的高度来表示。它的意义是作用在液柱单位底面积上的液体重量与气体的压力相平衡或相等。例如,1atm可以定义为:在0℃、重力加速度等于9.80665时,760mm高的汞柱垂直作用于底面积上的压力。此时汞的密度为13.5951g/cm3。因此,1atm又等于1.03323kg/cm2。
气体压力是反映气体运动状态及其能量大小的一个物理量。按作用原理及其代表的物理意义分为静压、动压,它们的总和称为全压。
全压
单位体积气体具有的总能量大小,称为全压。全压沿着容器的轴向顺着气流直接作用在容器截面上,可由全压管迎着气流直接测定;当全压小于大气压力时为负压,大于大气压力时为正压。
静压
单位体积气体具有势能的大小,称为静压。容器内气体的静压垂直作用于管壁上,其大小可在管壁上安装测压管直接测定。当静压小于大气压力时为负压, 直观上向容器内进气,当大于大气压力时为正压,向容器外冒气;静压垂直作用在管壁上。
动压
单位体积气体具有的动能大小,称为动压。动压的大小以全压与静压之差来测定,它永远是正值。
在适当的压力作用下,气体可以被压进一个很小的空间,空间里的气体,随着压进量增加,压力逐渐升高,于是就说气体被压缩了;相反地,如果把一定量的气体通到一个比在普通情况下它所占的体积更大的空间里,气体总是能均匀地充满整个空间,但那里的压力将比充入的原气体压力低,于是说气体膨胀了。气体没有一定的形状,它的体积也是由容器的体积而定。因此在讨论、研究与气体有关的力学问题时,只提它的重量为多少是不够的,而时常要同时提及它所占的体积为多少。重度就是表示在单位体积内含有的气体的重量的物理量。
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