气体实验定律

　　气体实验定律（gas,experimental laws of），关于气体热学行为的5个基本实验定律，也是建立理想气体概念的实验依据。

　　1．玻意耳定律。一定质量的气体，当温度保持不变时，它的压强p和体积V的乘积等于常量，即

　　pV＝常量式中的常量由气体的性质、质量和温度确定。

　　2．盖·吕萨克定律。一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积V随温度t线性地变化，即

　　V＝V₀(1＋a_vt)式中V₀，V分别是0℃和t℃时气体的体积；a_v是压力不变时气体的体膨胀系数。实验测定，各种气体的a_v≈1／273°。

　　3．查理定律。一定质量的气体，当体积保持不变时，它的压力_p随温度t线性地变化，即_p＝_p0(1＋a_pt)式中_p0，_p分别是0℃和t℃时气体的压强，a_p是体积不变的气体的压力温度系数。实验测定，各种气体的a_p≈1／273°。

　　实验表明，对空气来说，在室温和大气压下，以上三条定律近似正确，温度越高，压力越低，准确度越高 ；反之，温度越低，压力越高，偏离越大。(以空气为例，在0℃，若压强为1大气压时体积为1升，即_pV等于1大气压·升，则当压力增为500和1000大气压时，_pV乘积增为1.34和1.99大气压·升，有明显差别。)另外，同种气体的a_v、a_p都随温度变化，且稍有差别；不同气体的a_v、a_p也略有不同。温度越高，压力越低，这些差别就小，常温下在压力趋于零的极限情形，对于一切气体，a_v＝a_p＝1／273.15°。

　　4．阿伏伽德罗定律。在相同的温度和压力下，1摩尔任何气体都占有同样的体积。在T₀＝273.15K和_p0＝1大气压的标准状态下，1摩尔任何气体所占体积为V₀＝22.41410×10^-3米³／摩尔(m³·mol^-1）。它也可表述为：在相同的温度和压力下，相同体积的任何气体的分子数(或摩尔数)相等。在标准状态下，单位体积气体的分子数即J.洛喜密脱常量为n0＝2.686773×10²⁵m^-3，因此，1摩尔气体所含分子数为

　　N_A=6.0221367×10²³mol^-1称为阿伏伽德罗常量。根据摩尔的定义，组成物质系统的基本单元可以是原子，分子，也可以是离子，电子，其他粒子或这些粒子的特定组合。因此，阿伏伽德罗定律也可推广为，1摩尔任何物质所包含的基本单元数都等于阿伏伽德罗常量。

　　以上讨论限于化学纯气体。

　　5．道耳顿定律。混合气体的压力等于各成分的分压力之和。某一成分的分压力是指该成分单独存在时（即在与混合气体的温度、体积相同，且与混合气体中所含该成分的摩尔数相等的条件下，以化学纯状态存在时)的压力。

　　以上5个气体实验定律分别是1662年R.玻意耳，1802年盖·吕萨克，1785年J.A.C.查理，1811年A.阿伏伽德罗，1802年J.道耳顿提出的。