?【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書(shū)共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的注解。

【山話(huà)嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。

第四章氣體的性質(zhì)

【山話(huà)||? 本系列專(zhuān)欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的?！?

4-6理想氣體

【01】精確的實(shí)驗(yàn)表明，一切實(shí)際氣體都只是近似地遵守玻意耳－馬略特定律。例如，假定在1大氣壓下，表中所列的各種氣體的體積都是1升，也就是說(shuō)，它們的 PV 值都等于1；但是，在2大氣壓下，它們的體積并不恰好等于1/2升，也就是說(shuō)，它們的 PV 值都不再準(zhǔn)確地等于1了，而是象下表所示。

【02】壓強(qiáng)越高，氣體的濃度越大（也就是單位體積里的分子數(shù)越多），這種偏離也就越顯著。當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到幾百或幾千大氣壓時(shí)，玻意耳－馬略特定律就完全不再適用了。

【03】同樣，蓋·呂薩克定律和查理定律也只是近似地反映了實(shí)際氣體的性質(zhì)，下表中列出了各種氣體的體脹系數(shù)和壓強(qiáng)系數(shù)。從表中可以看出，不同氣體的 β 值是不同的，γ 值也是不同的；而且同一種氣體的?β?和 γ?值也并不相等。

【04】精確的測(cè)量還指出，每一種氣體的 β 和 γ?值都不是固定不變的，而是跟測(cè)量時(shí)的溫度和壓強(qiáng)有關(guān)。但是由于這些差別十分微小，在一般的計(jì)算中都不加以考慮。

【05】雖然實(shí)際的氣體都不嚴(yán)格符合這三個(gè)定律，但是，為了研究方便起見(jiàn)，可以假定有一種嚴(yán)格符合這三個(gè)定律的氣體，這種氣體就叫做理想氣體。

【06】有許多實(shí)際氣體，例如氫氣、氧氣、氮?dú)?、空氣、氬氣、氦氣等，在通常的溫度和壓?qiáng)下，能夠較好地符合這三個(gè)定律（從上面的表中可以看出偏差很小），因此，可以把它們當(dāng)作理想氣體來(lái)處理；這樣處理所得到的結(jié)果，不僅與實(shí)際情況相符合，而且還使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化了。

【07】根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論，可以說(shuō)明實(shí)際氣體不嚴(yán)格符合三個(gè)定律的原因。我們就以玻意耳－馬略特定律為例來(lái)進(jìn)行分析。

【08】當(dāng)壓強(qiáng)很小時(shí)，氣體分子間的距離比較大，這時(shí)可以忽略分子間的相互吸引力。但是，當(dāng)壓強(qiáng)很大時(shí)，分子比較接近，分子間的相互吸引力也增強(qiáng)。這樣，就減小了氣體分子朝器壁方向運(yùn)動(dòng)的速度，使氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)比不存在分子間的吸引力時(shí)來(lái)得小一些。

【09】此外，在劇烈壓縮的氣體中，分子本身的大小已經(jīng)可以跟分子間的距離相比較，因此分子運(yùn)動(dòng)的自由空間也就比氣體所占有的容積小，這樣，分子到達(dá)器壁的飛行距離縮短，對(duì)器壁撞擊的次數(shù)增多；因而壓強(qiáng)要比根據(jù)玻意耳－馬略特定律計(jì)算得出的更大一些。以上兩種因素都使實(shí)際氣體在壓強(qiáng)較大時(shí)不能很好地符合玻意耳－馬略特定律。

【10】實(shí)際氣體所以不能很好地符合上述三個(gè)定律的根本原因是：(1)分子本身占有一定的空間，(2)分子之間有相互吸引力。

【11】因此，作為理想氣體必須符合下列條件：(1)分子具有質(zhì)量而沒(méi)有體積；(2)分子之間除了在碰撞時(shí)有相互作用力以外，在任何其他情況下都沒(méi)有相互作用力。正是因?yàn)閷?shí)際上根本不存在這種氣體，所以把這種氣體稱(chēng)為理想氣體。