日常生活中,我们在描述混合物时常用质量比,比如1斤面里加10克盐;也有用到体积比,比如一升水里放2勺糖但在描述气体时却很少用到质量比,一般都是用体积比,这里就有一些气体特殊的因素在里面。
也许有人猜到了,气体不同于液体和固体很容易测出重量,气体很难测出真实的重量,所以一般情况下很少用到气体的重量比。其实这只是一方面,毕竟现在仪器设备都很发达,真的要测出气体的重量也不像以前那么困难。气体混合物一般用体积比表述的真实原因,是因为在标准状况下一单位的任何气体的体积都一样,不像液体和固体那样有大有小,这是气体的一个重要特性。
单位物质的量的气体所占的体积,也被称为该气体的摩尔体积,单位是升/摩尔。科学实验已经证实,在标准状况下,也就是零摄氏度和101千帕的情况下,1摩尔任何理想气体所占的体积都是22.4升,或者说气体的摩尔体积为22.4升/摩尔。如果是在常温常压下,也就是25摄氏度和101千帕,这时候气体的摩尔体积就增加到了24.5升/摩尔。
所以大家可以看到,气体的体积是跟温度和压强密切相关的,当压强固定时,温度越高体积越大;而当温度固定时,压强越大体积越小。气体的这种特性,在生活和工业生产中用途非常广泛。
很多人都以为气体的体积是随着容积的变化而变化的,但这个时候测量的气体体积也是不准确的,因为容器的容积发生变化压强也会发生变化,外部条件发生了变化,体积数值就没有可对比性,测量这时候的体积也是没有意义的。科学的算法应该是在标准状况下来测量具体的体积,或者换算成标准状况下的体积。
所以,测量气体体积时,一定要标明在何种状况下;而要比较不同的气体体积时,一定要换算成同状态下的体积(最好是标准状态下)才能比较。
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