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§1—4 气体的基本状态参数 一、比容、密度和重度 单位质量的物质所占有的体积，叫做比容，以符号ν表示，若质量为m的物质占有的体积为V，则其比容为 单位体积内含有物质的质量，叫做密度，以符号ρ表示。若质量为m(kg)的物质占有的体积为V(m )，则其密度ρ为 根据比容及密度的定义式，可知比容和密度互为倒数。即 由于密度的大小说明物质分子的密集和松散程度，因此比容的大小也是说明气体分子的疏密程度。 单位体积内含有物质的重量，叫做重度，以符号γ表示。质量为m(kg)的物质其重量为mg，若其占有的体积为V，则其重度γ为 γ = 比容、密度和重度都是说明物质在某一状态的分子疏密程度，所以它们实质上是一个说明、物质物理性质的参数。三者的关系为 例 容积为60L的氧气瓶内，盛氧气0.8KG，求氧气的比容和重度。 解：因为 故 那么 v = = =0.075 m3 那么 γ= = =130.8N/ m 例 空气在某一状态下的重度为 ，求它的比容和密度。已知重力加速度 。 解： 二、压力或压强 1、压力的定义 垂直作用在单位面积上的力，叫做压力或压强，以符号P表示。气体的压力乃是气体分于作无规则运动时频繁地撞击容器内壁的平均总结果。 2、气体压力 气体的分子运动论指出气体作用于容器壁上的压力为 P= n · 式中 P ——力； n——分子浓度，即单位容积的分子数； ——分子的平均移动动能； m ——分子的质量； ω——分子的均方根移动速度，由下式求得 ω= = 其中 ω ，ω ……ω 表示各个分子的移动速度 上式说明气体的压力在数值上等于单位容积内气体分子平均移动动能的三分之二。 若气体作用于器壁面积A上的垂直作用力为F，则该壁面上的压力为 P= 3、几个压力单位的换算 压力的单位是帕斯卡，简称帕，以符号Pa表示，采用帕(Pa)作为压力的单位，在工程实用上显得太小，而数值太大，所以实际上采用千帕(KPa)或兆帕(MPa)作为压力的实用单位，它们与帕(Pa)的关系为 此外，暂时与国际单位制压力单位并用的压力单位还有：巴(bar) 1bar=10 Pa=0．1MPa 4、液柱高度 压力的大小有时用汞柱或水柱的高度表示。如图(1—1—3)所示，设液注的截面积为A，高度为Z，液体的密度为ρ，则作用于底面积A上的总作用力F应为该液柱的重量，即 则 由于液体的密度ρ为定值，所以液柱的高度与压力成正比，因此用液柱的高度就可以代表压力的大小。 5、物理大气压或标准大气压 它是在纬度为45°，大气温度为0℃的海平面上的大气常年平均压力，通过气压计测定1个物理大气压为760毫米汞柱高，即 1 atm = 760mmHg 若把物理大气压换算成SI制中常用的单位，即得 1atm=760×133.32=101325N／m =1.01325bar 6、工程大气压或大气压 工程制中力的单位为千克，面积的单位为平方米，于是压力的单位是千克每平方米( )。在工程实用上这个单位亦显得太小，所以取千克每平方厘米（ ）作为实际应用的单位，显而易见 1 =10 1at =0.98bar=735.6mmHg=0.968atm 7、液柱高度表示的压力 在热力学中描写气体的状态时，压力应是气体的真实压力或绝对压力；它的数值不能用测量仪表直接测得，而是根据力学平衡的概念利用气压计与压力表或U形管两者综合求得。如果气体的绝对压力 P 高于大气压力，如图1—1—4a所示，则 P = B + P 式中