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理想氣體

指数 理想氣體

想氣體為假想的气体。其假設為:.

88 关系: 埃米尔·克拉佩龙压缩性双电层力均方根速度声音大氣標高天然橡胶完全气体實際氣體一氧化碳平衡常数亚瑟·爱丁顿体积模量再入内能凝聚态物理学內含及外延性質光子气体克努森数剩餘性質状态方程 (宇宙学)玻色氣體火箭发动机喷管理想理想氣體理想气体状态方程理想溶液理想流体稀有气体等容过程等温过程简并态物质經典物理術語總壓力纳维-斯托克斯方程绝热指数热力学热力学第零定律热能热效率焦耳-湯姆孫效應熱容量物质状态盖-吕萨克定律盒中氣體道尔顿分压定律馬克士威應力張量角动量體積 (熱力學)...費米氣體费米能路德维希·玻尔兹曼麦克斯韦-玻尔兹曼统计连续介质力学范德華方程式能量均分定理阿伏伽德罗常数阿马加定律速率分布函数逸度逆滲透虛溫H定理Rüchardt實驗查理定律柯西数恩里科·费米恆星結構标准状况标准状态標準太陽模型正壓比容氣體常數氣液平衡气体泊肃叶定律波茲曼常數混合熵湿度溫度標準摩尔分数数学模型扩散作用态函数普朗特-迈耶函数 扩展索引 (38 更多) »

埃米尔·克拉佩龙

伯诺瓦·保罗·埃米尔·克拉佩龙(Benoît Paul Émile Clapeyron ,也译作克拉伯龙,1799年2月26日-1864年1月28日)法国物理学家,工程师,在热力学研究方面有很大贡献。.

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压缩性

在热力学和流体力学范畴中,压缩性(Compressibility)或压缩率是一个对压强改变造成的相对体积改变的度量。 以上V代表体积而P代表压强。.

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双电层力

双电层力(double layer forces)是表征双电层相互作用的物理量,是液体(特别是极性溶剂中,比如水)中,两带电体之间的渗透压,力程与德拜长度大约同量级,即纳米或比纳米小一个量级,大小随带电体表面电荷密度或表面电势的增大而增大。两个带相同电荷的带电体之间的双电层力为排斥力,远离带电体的地方,随二者间距呈指数衰减,如右图所示。两带电体所带电荷不等且间距较小时,双电层力有可能是吸引力。把双电层力和范德瓦耳斯力都考虑进来,可以估计两胶体粒子之间的相互作用势。W.

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均方根速度

均方根速度是氣體粒子速度的一個量度。其公式為 其中vrms為均方根速度,Mm為氣體的摩爾質量,R為摩爾氣體常數,及T為以開爾文為單位的溫度。這公式對像氦的理想氣體及像雙原子的氧那樣的分子氣體都很有效。這是由於儘管很多分子中的內能較大(相對於一原子的),其平均平移動能依然是3RT/2。 這公式亦能用波茲曼常數(k)寫成 其中m為氣體質量。 同時公式能夠用能量方法導出: 其中K.E.為動能。 已知v2跟方向無關,故假設公式能延伸至整個樣本是合邏輯的,用整個樣本的重量(即摩爾質量與摩爾數的積,nM)來取代m,得 因此 跟原式等價。.

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声音

聲音是振動產生的聲波,通過介質(空氣或固体、液体)傳播并能被人或動物聽覺器官所感知的波動現象。 聲音的頻率一般會以赫兹表示,記為Hz,指每秒鍾周期性震動的次數。而分貝是用来表示聲音强度的单位,記為dB。.

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大氣標高

標高(scale height),又譯特性高、尺度高、標尺高、比高,是一個長度,可用來比較同一個物理量在不同環境的減少率。如果一個物理量每經過一段距離H,其值就減少為原來的值的1/e,長度H就稱為標高。標高越大,改變的幅度越小。 標高常用於大氣科學。大氣標高為: 假設大氣是理想氣體,套用狀態方程式: ,其中M是平均分子量除以阿伏伽德罗常数。 從以上兩式可得 假設在大氣的某一部分在熱力學平衡之中,即設溫度為常數: 一些星體數據:.

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天然橡胶

天然橡胶采集 天然橡膠(又稱為印度橡膠)是一種有彈性的碳氫化合物異戊二烯1.

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完全气体

完全气体在物理学中是指一种假想的气体,仅考虑分子热运动,而忽略分子间内聚力与分子体积,因此在物理特性的計算上會比較簡單。完全气体比理想氣體更加的簡單,因此可以將理想氣體方程式直接用在完全气体上,不需考慮凡得瓦力的影響.

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實際氣體

在研究气体时,对于气体分子间作用不能忽略时,应用理想气体的理论会引起一定的偏差,与理想气体相对,称为实际气体或真實氣體。 Category:气体.

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一氧化碳

一氧化碳,分子式CO,是無色、無嗅、無味的无机化合物氣體,比空氣略輕。在水中的溶解度甚低,但易溶于氨水。空气混合爆炸极限为12.5%~74%。 一氧化碳是含碳物质不完全燃烧的产物。也可以作为燃料使用,煤和水在高温下可以生成水煤气(一氧化碳与氢气的混合物)。有些現代技術,如煉鐵,還是會產生副產品的一氧化碳。一氧化碳是可用作身體自然調節炎症反應的三種氣體之一(其他兩種是一氧化氮和硫化氫)。 由于一氧化碳与体内血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200-300倍,而碳氧血红蛋白较氧合血红蛋白的解离速度慢3600倍,当一氧化碳浓度在空气中达到35ppm,就会对人体产生损害,會造成一氧化碳中毒(又称煤气中毒)。 雖然一氧化碳有毒,但動物代謝亦會產生少量一氧化碳,並認為有一些正常的生理功能。.

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平衡常数

可逆化学反应达到平衡时,每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积成正比,这个比值叫做平衡常数。反应进行得越完全,平衡常数就越大。.

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亚瑟·爱丁顿

亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士,OM,FRS(Sir Arthur Stanley Eddington,英語發音,),英国天體物理學家、数学家,是第一个用英语宣讲相对论的科学家,自然界密实(非中空)物体的发光强度极限被命名为“爱丁顿极限”。 在第一次世界大战期间,英国人并不太清楚德国的科学进展,爱丁顿在1919年写了“重力的相对理论报导”,第一次向英语世界介绍了爱因斯坦的广义相对论理论。.

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体积模量

体积模量 (K)也稱為不可壓縮量,是材料对於表面四周压强产生形变程度的度量。它被定义为产生单位相对体积收缩所需的压强。它在SI单位制中的基本单位是帕斯卡。.

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再入

进入大气(层),是指自然物体或人造物体从外層空间进入行星大气层的运动过程。如果人造物体(如人造卫星、飞船、火箭导弹、空天飞机等)离开地球大气层,再从外太空重新进入地球大气层的运动,称为“再入”(reentry)大气层。 例如,火星探测器在火星表面软着陆,就只能称为“进入”火星大气层,而不能称“再入”火星大气层。.

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内能

在熱力學裡,內能(internal energy)是熱力學系統內兩個具狀態變數之基本狀態函數的其中一個函數。內能是指系統所含有的能量,但不包含因外部力場而產生的系統整體之動能與位能。內能會因系統能量的增損而隨之改變。 系統的內能可能因(1)對系統加熱、(2)對系統作,或(3)添加或移除物質而改變。當系統內有不可穿透的牆阻止物質傳遞時,該系統稱之為「封閉系統」。如此一來,熱力學第一定律描述,內能的增加會等於增加的熱量加上環境對該系統所作的功。若該系統周圍的牆不能傳遞物質與能量,則該系統稱之為「孤立系統」,且其內能會維持定值。 一系統內給定狀態下的內能不能被直接量測。給定狀態下的內能可由一已給定其內能參考值之參考狀態開始,經過一連串及熱力學過程,以達到該給定狀態來決定其值。這一連串的操作及過程,理論上可使用該系統的某些外延狀態變數來描述,亦即該系統的熵 S、容量 V 及莫耳數 。內能 是這些變數的函數。有時,該函數還能再附加上其他的外延狀態變數,如電偶極矩。就熱力學及工程學上的實際用途來看,一般很少需要考慮一個系統的所有內含能量,如質量所含有的等價能量。一般而言,只有與研究的系統及程序有關的部分才會被包含進來。熱力學一般只在意內能的「變化量」。 內能是一系統內的狀態函數,因為其值僅取決於該系統的目前狀態,而與達到此一狀態所採之途徑或過程無關。內能是個外延物理量。內能是個基本熱動力位能。使用勒壤得轉換,可從內能開始,在數學上建構出其他的熱動力位能。這些函數的狀態變數,部分外延變數會被其共軛內含變數所取代。因為僅是將外延變數由內含變數所取代並無法得出其他熱動力位能,所以勒壤得轉換是必要的。熱力學系統的另一個基本狀態函數為該系統的熵 ,是個除熵 S 這個狀態變數被內能 U 所取代外,具有相同狀態變數之狀態函數。 雖然內能是個宏觀物理量,內能也可在微觀層面上由兩個假設的量來解釋。一個是系統內粒子的微觀運動(平移、旋轉、振動)所產生的微觀動能。另一個是與粒子間的化學鍵及組成物質的靜止質量能量等微觀力有關之位能。在微觀的量與系統因作功、加熱或物質轉移而產生之能量增損的量之間,並不存在一個簡單的普遍關係。 能量的國際單位為焦耳(J)。有時使用單位質量(公斤)的內能(稱之為「比內能」)會比較方便。比內能的國際單位為 J/kg。若比內能以物質數量(莫耳)的單位來表示,則稱之為「莫耳內能」,且該單位為 J/mol。 從統計力學的觀點來看,內能等於系統總能量的。.

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凝聚态物理学

凝聚态物理学專門研究物质凝聚相的物理性质。该领域的研究者力图通过物理学定律来解释凝聚相物质的行为。其中,量子力学、电磁学以及统计力学的相关定律对于该领域尤为重要。 固相以及液相是人们最为熟悉的凝聚相。除了这两种相之外,凝聚相还包括一些特定的物质在低温条件下的超导相、自旋有关的铁磁相及反铁磁相、超低温原子系统的玻色-爱因斯坦凝聚相等等。对于凝聚态的研究包括通过实验手段测定物质的各种性质,以及利用理论方法发展数学模型以深入理解这些物质的物理行为。 由于尚有大量的系统及现象亟待研究,凝聚态物理学成为了目前物理学最为活跃的领域之一。仅在美国,该领域的研究者就占到该国物理学者整体的近三分之一,凝聚态物理学部也是美国物理学会最大的部门。此外,该领域还与化学,材料科学以及纳米技术等学科领域交叉,并与原子物理学以及生物物理学等物理学分支紧密相关。该领域研究者在理论研究中所采用的一些概念与方法也适用于粒子物理学及核物理学等领域。 晶体学、冶金学、弹性力学以及磁学等等起初是各自独立的学科领域。这些学科在二十世纪四十年代被物理学家统合为固体物理学。时间进入二十世纪六十年代后,有关液体物理性质的研究也被纳入其中,形成凝聚态物理学这一新学科。据物理学家菲利普·安德森所述,术语“凝聚态物理学”是他和首创。1967年,他们把位于卡文迪许实验室的研究组名称由“固体理论”改为“凝聚态理论”。二人觉得原来的名称并没有涵盖液体及等方面研究。但是,“凝聚态”这一术语此前已在欧洲学界出现,只是由他们普及而已。较为著名的例子是施普林格公司于1963年创建的期刊《凝聚态物理学》(Physics of Condensed Matter)。二十世纪六、七十年代的资金环境以及各国政府采取的冷战政策促使相关领域物理学家接纳了“凝聚态物理学”这一术语。他们认为这一术语相对于“固体物理学”而言更为突出了固体、液体、等离子体以及其他复杂物质研究之间的共通性。这些研究与金属和半导体在工业上的应用息息相关。贝尔实验室是最早开展凝聚态物理学研究项目的研究机构之一。 “凝聚态”这一术语在更早的文献中即已出现。例如,在1947年出版的由雅科夫·弗伦克尔撰写的专著《液体动力学理论》(Kinetic theory of liquids)的绪论中,他提出:“液体动力学理论日后也将发展为固体动力学理论的推广与延伸。实际上,更为正确的做法或许是将液体与固体统归为‘--’。”.

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內含及外延性質

在物理學中,內含性質(intensive property)是指系統中不隨系統大小或系統中物質多少而改變的物理性质 Engineering Thermodynamics p.19, M. David Burghardt, James A. Harbach, Harper Collins 1992, 0-06-041049-3,內含性質是的物理量。 相反的,外延性質(extensive property)是指系統中會和系統大小或系統中物質多少成比例改變的物理性质,二個個別獨立,不相關的系統,其外延性質有加成性,個別系統外延性質的和就是總系統的外延性質 Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (3rd edn. 2007), page 6 (page 20 of PDF file)。 例如,密度和物質的多少無關,因此是物質的內含性質。物質的量常用質量及體積來表示,這二個都是外延性質。.

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光子气体

光子气体(photon gas)在物理学中是指一些光子的集合,它们有着与氢气、氖气等通常气体类似的性质,包括压力、温度、熵等。最常见的平衡态光子气体是黑体辐射。 仅含一种粒子的理想气体可通过三个状态参量进行描述,如温度、体积与粒子数。但对于黑体来说,能量分布由光子与物质(通常为腔壁)的作用所决定。在相互作用过程中光子数并不守恒,因而黑体光子气体的化学势为零。描述黑体状态所需的状态参量便由三个减少为两个(如温度与体积)。.

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克努森数

克努森数是流体力学中的无量纲数,指分子平均自由程与特征长度之比,计算式为: 其中,.

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剩餘性質

剩餘性質(residual property),或者殘留性質,是真實氣體與理想氣體在相同溫度、壓力和組成下外延性質的差值。.

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状态方程 (宇宙学)

在宇宙学中,宇宙的状态方程(英文:Equation of state,EOS)被描述为一个理想流体的状态方程。这个状态方程的特征参数是一个无量纲参数w\,,它等于宇宙的能量-动量张量中压力p\,和能量密度\rho\,的比值: w.

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玻色氣體

玻色氣體(Bose gas)是一個經典的理想氣體的量子力學模型。其概念相似於費米氣體。 結合薩特延德拉·玻色和愛因斯坦共同提出的理想的玻色氣體,指的是在足夠低的溫度下〈接近0K〉一群玻色子會形成所謂的固化物。但這樣的行為和古典的理想氣體不同。而固化物的形成即所認知的玻色–愛因斯坦凝聚。.

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火箭发动机喷管

火箭发动机喷管是用于火箭发动机的一种(通常是渐缩渐阔喷管)推力喷管。它用于膨胀并加速由燃烧室燃烧推进产生的燃气,使之达到超高音速。.

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理想

想可以指:.

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理想氣體

想氣體為假想的气体。其假設為:.

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理想气体状态方程

在熱力學裏,描述理想氣體宏觀物理行為的状态方程稱為理想氣體狀態方程(ideal gas equation of state)。理想气体定律表明,理想氣體狀態方程為 其中,p為理想气体的zh-hans:压强;zh-hant:壓力-,V为理想气体的体积,n為气体物质的量(通常是zh-hans:摩尔;zh-hant:莫耳-),R为理想气体常数,T為理想气体的热力学温度,K为波尔兹曼常数,N表示单位体积气体粒子数。 理想氣體方程以变量多、适用范围广而著称,對於很多種不同狀況,理想氣體狀態方程都可以正確地近似實際氣體的物理行為,包括常温常压下的空气也可以近似地适用。 理想气体定律是建立於zh-hans:玻意耳-马略特定律;zh-hant:波以耳定律-、查理定律、盖-吕萨克定律等人提出的经验定律。最先由物理學者埃米爾·克拉佩龍於1834年提出。奧格斯特·克羅尼格(August Krönig)於1856年、魯道夫·克勞修斯於1857年分別獨立地從氣體動理論推導出理想气体定律。.

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理想溶液

想溶液是溶质与溶剂混合为溶液时,既不放热,也不吸热,溶液体积适等于溶质体积和溶剂体积之和。 实际存在的溶液均不能合于理想溶液的定义,但是溶质分子结构和性质越是与溶剂分子相接近,混合后的溶液行为就越和理想溶液相近。一般来说,稀溶液的行为较浓溶液的行为更加接近理想溶液的行为。 在化學中代表該溶液溶解時的溶解熱(焓的改變量)為零;溶解熱越接近零,則該溶液的行為就越為「理想」。這個概念主要是奠基於化學熱力學及其應用。另一種說法是溶質與溶質之間、溶劑與溶質之間、溶劑與溶劑之間的作用力都相等,則為理想溶液。.

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理想流体

在物理学中,理想流体(英文:ideal fluid)指的是能完全被其在静止坐标系下的密度\rho_m和各向同性压强p所描述的流体。 实际流体具有黏性,包含(同时也传导)热量。而理想流体,作为一个理想的模型,则忽略了这些可能性。换句话说,理想流体没有剪应力、黏度和热传导等性质。 在空间取正的号差的张量记号中,理想流体的应力-能量张量以如下形式给出 其中U是流体的速度向量场,\eta_.

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稀有气体

--、鈍氣、高貴氣體,是指元素周期表上的18族元素(IUPAC新规定,即原来的0族)。它们性质相似,在常温常压下都是无色无味的单原子气体,很难进行化学反应。天然存在的稀有气体有六种,即氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn)。而人工合成的Og原子核非常不稳定,半衰期很短。根据元素周期律,估计Og比氡更活泼。不過,理论计算显示,它可能会非常活泼,并不一定能称为稀有气体;根據預測,同為第七週期的碳族元素鈇反而能表現出稀有氣體的性質。 稀有气体的特性可以用现代的原子结构理论来解释:它们的最外电子层的电子已「满」(即已达成八隅体状态),所以它们非常稳定,极少进行化学反应,至今只成功制备出几百种稀有气体化合物。每种稀有气体的熔点和沸点十分接近,温度差距小于10 °C(18 °F),因此它们仅在很小的温度范围内以液态存在。 经气体液化和分馏方法可从空气中获得氖、氩、氪和氙,而氦气通常提取自天然气,氡气则通常由镭化合物经放射性衰变后分离出来。稀有气体在工业方面主要应用在照明设备、焊接和太空探测。氦也会应用在深海潜水。如潜水深度大于55米,潜水员所用的压缩空气瓶内的氮要被氦代替,以避免氧中毒及氮麻醉的徵状。另一方面,由于氢气非常不稳定,容易燃烧和爆炸,现今的飞艇及气球都采用氦气替代氢气。.

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等容过程

等容过程(也叫等体过程)是体积不变的热力学过程。如果使用理想气体,且气体的质量不变,则能量的增加与温度和体积的增加成正比。例如加热密封、坚固容器中的气体:压强和温度会增加,但体积不变。.

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等温过程

等温过程(Isothermal process)是热力学过程的一种,其中系统的温度不变:ΔT.

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简并态物质

簡併態物質 在物理是一種自由的集團、非互動的顆粒,由量子力學的效應決定它的壓力和其它物理特徵。它類比於古典力學中的理想氣體,但簡併態物質是離經叛道的理想氣體,它有極高的密度(在緻密星),或存在於實驗室的極低溫度下see http://apod.nasa.gov/apod/ap100228.htmlAndrew G. Truscott, Kevin E. Strecker, William I. McAlexander, Guthrie Partridge, and Randall G. Hulet, "Observation of Fermi Pressure in a Gas of Trapped Atoms", Science, 2 March 2001。它一般發生在諸如電子、中子、質子和費米子等物質粒子,分別被稱為電子簡併物質、中子簡併物質、等等。在混合的粒子,像是在白矮星或金屬內的離子和電子,電子可能成簡併態,而離子不是。 以量子力學描述,自由粒子的體積受限於一定的體積內,可以是一組不連續的能量,稱為量子態。包立不相容原理限制了相同的費米子不能佔據相同的量子狀態。最低的總能量(當粒子的熱能量可以忽略不計)是所有最低能量的量子狀態都被填滿,這種狀態稱為完全簡併。這種壓力(稱為簡併壓力或費米壓力)即使在絕對零度時依然不為零。增加粒子或是壓縮體積都會強迫粒子進入能階的量子狀態。這需要一個壓縮力,並表現為抗壓力。主要特徵是這種簡併壓力並不取決於溫度,而只和費米子的密度有關。它使高密度星的平衡狀態與恆星的熱結構無關。 簡併態物質也稱為費米氣體或簡併氣體,而速度接近光速的費米子(其粒子能量大於靜止質量能量)的簡併態稱為相對論性簡併態物質。 拉爾夫·福勒在1926年首度描述離子和電子混合的簡併態物質,觀測顯示白矮星的電子是在高密度的狀態(遵守費米-狄拉克統計,尚未使用到簡併態這個術語),其壓力高於離子的粒子壓力。.

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經典物理術語

這一篇詞彙收集了經典物理內所有最常用的術語,並且簡單地表述了它們的定義。.

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總壓力

在物理上的總壓力(total pressure)是指二種不同的物理量,其單位都和壓力相同:.

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纳维-斯托克斯方程

纳维尔-斯托克斯方程(Navier-Stokes equations),以克劳德-路易·纳维(Claude-Louis Navier)和乔治·斯托克斯命名,是一组描述像液体和空气这样的流体物质的方程。这些方程建立了流体的粒子动量的改变率(力)和作用在液体内部的压力的变化和耗散粘滞力(类似于摩擦力)以及重力之间的关系。这些粘滞力产生于分子的相互作用,能告诉我们液体有多粘。这样,纳维-斯托克斯方程描述作用于液体任意给定区域的力的动态平衡。 因为纳维尔-斯托克斯方程可用于描述大量对学术研究和经济生活中重要现象的物理过程,它们是有很重要的研究价值。它们可以用于模拟天气,洋流,管道中的水流,星系中恒星的运动,翼型周围的气流。它们也可以用于飞行器和车辆的设计,血液循环的研究,电站的设计,污染效应的分析,等等。 纳维-斯托克斯方程依赖微分方程来描述流体的运动。不同于代数方程,这些方程不寻求建立所研究的变量(譬如速度和壓力)的关系,而寻求建立这些量的变化率或通量之间的关系。用数学术语来讲,这些变化率对应于变量的导数。其中,最简单情况的0粘滞度的理想流体的纳维-斯托克斯方程表明,加速度(速度的导数,或者说变化率)是和内部压力的导数成正比的。 这表示对于给定的物理问题,比如用微积分才可以求得其纳维-斯托克斯方程的解。实用上,也只有最简单的情况才能用这种方法获得已知解。这些情况通常涉及稳定态(流场不随时间变化)的非紊流,其中流体的粘滞系数很大或者其速度很小(低雷诺数)。 对于更复杂的情形,例如厄尔尼诺这样的全球性气象系统或机翼的升力,纳维-斯托克斯方程的解必须借助计算机才能求得。这个科学领域称为计算流体力学。 虽然紊流是日常经验中就可以遇到的,但这类非线性问题极难求解。克雷数学学院于2000年5月21日设立了一个$1,000,000的大奖,奖励任何对于能够帮助理解这一现象的数学理论作出实质性进展的任何人。.

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绝热指数

絕熱指數(adiabatic index)是指等壓熱容(C_P)和等容(等體積)熱容(C_V)的比值,也稱為熱容比(heat capacity ratio)、比熱比(specific heat ratio)或絕熱膨脹係數(isentropic expansion factor),常用符號\gamma或\kappa表示。後者常在化學工程領域中使用,在機械工程領域中,會使用字母k表示絕熱指數: 其中,C是氣體的熱容,c是氣體比熱容,而下標P及v分別表示在等壓條件及等體積條件下的結果。 絕熱指數也可表示為以下的形式 其中,C_是氣體的等壓莫耳熱容,也就是一莫耳氣體的等壓熱容,C_是氣體的等容莫耳熱容。 絕熱指數也是理想氣體在等熵過程(準靜態、可逆的絕熱過程)下的多方指數,即以下體積和壓強關係式中體積的次方: 其中 p 是壓強而 V 是體積。.

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热力学

热力学,全稱熱動力學(thermodynamique,Thermodynamik,thermodynamics,源於古希腊语θερμός及δύναμις)是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科;它着重研究物质的平衡状态以及与準平衡态的物理、化学过程。热力学定義許多巨觀的物理量(像溫度、內能、熵、壓強等),描述各物理量之間的關係。热力学描述數量非常多的微觀粒子的平均行為,其定律可以用統計力學推導而得。 熱力學可以總結為四條定律。 熱力學第零定律定義了温度這一物理量,指出了相互接觸的两个系統,熱流的方向。 熱力學第一定律指出内能這一物理量的存在,並且與系統整體運動的動能和系統与與環境相互作用的位能是不同的,區分出熱與功的轉換。 熱力學第二定律涉及的物理量是温度和熵。熵是研究不可逆过程引入的物理量,表征系統通過熱力學過程向外界最多可以做多少熱力學功。 熱力學第三定律認為,不可能透過有限過程使系統冷却到絕對零度。 熱力學可以應用在許多科學及工程的領域中,例如:引擎、相變化、化學反應、輸運現象甚至是黑洞。熱力學計算的結果不但對物理的其他領域很重要,對航空工程、航海工程、車輛工程、機械工程、細胞生物學、生物醫學工程、化學、化學工程及材料科學等科學技術領域也很重要,甚至也可以應用在經濟學中。 热力学是从18世纪末期发展起来的理论,主要是研究功與热量之間的能量轉換;在此功定義為力與位移的內積;而熱則定義為在熱力系統邊界中,由溫度之差所造成的能量傳遞。兩者都不是存在於熱力系統內的性質,而是在熱力過程中所產生的。 熱力學的研究一開始是為了提昇蒸汽引擎的效率,早期尼古拉·卡諾有許多的貢獻,他認為若引擎效率提昇,法國有可能贏得拿破崙戰爭。出生於愛爾蘭的英國科學家開爾文在1854年首次提出了熱力學明確的定義: 一開始熱力學研究關注在熱機中工質(如蒸氣)的熱力學性質,後來延伸到化学过程中的能量轉移,例如在1840年科學家杰迈因·亨利·盖斯提出,有關化學反應的能量轉移的研究。化學熱力學中研究熵對化學反應的影響Gibbs, Willard, J. (1876).

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热力学第零定律

熱力學第零定律(Zeroth Law of Thermodynamics),又稱熱平衡定律,是熱力學的四條基本定律之一,是一個關於互相接觸的物體在熱平衡時的描述,以及為溫度提供理論基礎。最常用的定律表述是: 換句話說,第零定律是指:在一個數學二元關係之中,熱平衡是遞移的。.

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热能

在熱力學中,熱能(Thermal energy)是能量的一種形式,指存在於系統中的內部能量,宏觀表現為物體的溫度。 一個物體的熱能和其整體的運動狀態(即物體的位置與速度)無關,僅和物體的內部狀態有關,因此我們有時也稱熱能為內能。熱能是這個概念在物理或熱力學方面沒有明確定義,因為內部能量可以在不改變溫度的情況下進行改變,而無法區分系統內部能量的哪一部分是“熱”。熱能有時被鬆散地用作更嚴格的熱力學量(例如係統的(整個)內部能量)的同義詞;或用於定義為能量轉移類型的熱或顯熱(正如工作是另一種類型的能量轉移)。熱量和工作取決於能量轉移發生的方式,而內部能量是系統狀態的屬性,因此即使不知道能量到達那裡也是可以理解的。.

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热效率

* 无序列表项 在熱力學中,熱效率(\eta_ \,)是一個無因次的物理量,指的就是熱機的效率,也就是熱機運作過程中,熱機可以產生機械能作功之能量与热源可提供的總能量的比。 其中 根据热力学第一定律,熱機的熱效率恆小於等于100%。 熱泵及製冷設備也有類似的無因次物理量,稱為(COP),是輸入功和提供熱能(或抽出熱能)的比例,不過能效可能大於100%,和一般對效率的認知不同。.

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焦耳-湯姆孫效應

耳-湯姆孫效應是指氣體會因在等焓的環境下自由膨脹,而使溫度上升或下降。這個過程稱為焦耳-湯姆孫過程 這以詹姆斯·焦耳和開爾文男爵命名。.

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熱容量

热容量(heat capacity)是用以衡量物质所包含的热量的物理量,用符号C 表示,单位是J·K-1或J·℃-1。 热容量的定义是一定量的物质在一定条件下温度升高1度所需要的热,其公式为: C.

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化學及热力学中所谓熵(entropy),是一種測量在動力學方面不能做功的能量總數,也就是當總體的熵增加,其做功能力也下降,熵的量度正是能量退化的指標。熵亦被用於計算一個系統中的失序現象,也就是計算該系統混亂的程度。熵是一个描述系统状态的函数,但是经常用熵的参考值和变化量进行分析比较,它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用,在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义,是各领域十分重要的参量。.

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物质状态

物質狀態是指一種物質出現不同的相。早期來說,物質狀態是以它的體積性質來分辨。在固態時,物質擁有固定的形狀和容量;而在液態時,物質維持固定的容量但形狀會隨容器的形狀而改變;氣態時,物質不論有沒有容量都會膨漲以進行擴散。近期,科學家以分子之間的相互關係作分類。固態是指因分子之間因為相互的吸力因而只會在固定位置震動。而在液體的時候,分子之間距離仍然比較近,分子之間仍有一定的吸引力,因此只能在有限的範圍中活動。至於在氣態,分子之間的距離較遠,因此分子之間的吸引力並不顯著,所以分子可以隨意活動。電漿態,是在高溫之下出現的高度離化氣體。而由於相互之間的吸力是離子力,因而出現與氣體不同的性質,所以電漿態被認為是第四種物質狀態。假如有一種物質狀態不是由分子組成而是由不同力所組成,我們會考慮成一種新的物質狀態。例如:費米凝聚和夸克-膠子漿。 物質狀態亦可用相的轉變來表達。相的轉變可以是結構上的轉變又或者是出現一些獨特的性質。根據這個定義,每一種相都可以其他的相中透過相的轉變分離出來。例如水數種固體的相。超導電性便是由相的轉變引伸出來,因此便有超導電性的狀態。同樣,液晶體狀態和鐵磁性狀態都是用相的轉變所劃分出來並同時擁有不一樣的性質。.

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盖-吕萨克定律

-呂薩克定律(Gay-Lussac's law)是指在同溫同壓下,氣體相互之間按照簡單體積比例進行反應,並且生成的任一氣體產物也與反應氣體的體積成簡單整數比。此一化學定律由法國化學家(1787年)和約瑟夫·給呂薩克(1802年)各自獨立發現,並在在1808年由給呂薩克發表。此一定律也被稱為查理定律、道爾頓定律或阿蒙顿定律。給呂薩克定律可以分成兩個子定律,一個是定壓查理定律,另一個則是定容查理定律。.

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盒中氣體

在量子力學裏,盒中氣體是一个理论模型,指的是在一個盒子內,一群不會互相作用的粒子。盒子內的位勢為零,盒子外的位勢為無限大。這些粒子永遠地束縛於盒子內,無法逃出。靠著粒子與粒子之間數不盡的瞬時碰撞,盒中氣體得以保持熱力平衡狀況。盒中氣體這個簡單的理論模型可以用來描述經典理想氣體,也可以用來描述各種各樣的量子理想氣體,像費米氣體、玻色氣體、黑體輻射、等等。 應用馬克士威-玻茲曼統計、玻色-愛因斯坦統計、與費米-狄拉克統計的理論結果,取非常大的盒子的極限,表達能量態的簡併為一個微分,然後以積分來總合每一個能量態,再用配分函數或大配分函數計算氣體的熱力性質。這計算的結果可以用來分析正質量粒子氣體或零質量粒子氣體的性質。 此篇文章是盒中粒子理論的進階。閱讀此篇文章前,必須先了解盒中粒子理論。.

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道尔顿分压定律

道尔顿分壓定律(也称道尔顿定律,道耳頓分壓定律)描述的是理想气体的特性。这一经验定律是在1801年由约翰·道尔顿所观察得到的。其描述如下: 在组分之间不发生化学反应的前提下,理想气体混合物的压強等于各组分的分压之總和。数学描述为: 其中 \ p_1, p_2, p_n 为每一个组分的分压。 结合玻意耳定律和阿伏伽德罗定律(亞佛加厥定律),可以推知理想气体各组分的分压之比等于其莫耳组分之比,即 其中 \ m_1, m_2, m_n 为每一个组分的摩尔數。 需要注意的是,实际气体并不严格遵从道尔顿分压定律,在高压情况下尤其如此。当压強很高时,分子所占的体积和分子之间的空隙具有可比性;同时,更短的分子间距离使得分子间作用力增强,从而会改变各组分的分压。这两点在道尔顿定律中并没有体现。.

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馬克士威應力張量

在電磁學裏,馬克士威應力張量(Maxwell stress tensor)是描述電磁場帶有之應力的二階張量。馬克士威應力張量可以表現出電場力、磁場力和機械動量之間的相互作用。對於簡單的狀況,例如一個點電荷自由地移動於均勻磁場,應用勞侖茲力定律,就可以很容易地計算出點電荷所感受的作用力。但是,當遇到稍微複雜一點的狀況時,這很普通的程序會變得非常困難,方程式洋洋灑灑地一行又一行的延續。因此,物理學家通常會聚集很多項目於馬克士威應力張量內,然後使用張量數學來解析問題。.

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角动量

在物理学中,角动量是与物体的位置向量和动量相关的物理量。對於某慣性參考系的原點\mathbf,物體的角動量是物体的位置向量和动量的叉積,通常写做\mathbf。角动量是矢量。 其中,\mathbf表示物体的位置向量,\mathbf表示角动量。\mathbf表示动量。角動量\mathbf又可寫為: 其中,I表示杆状系统的转动惯量,\boldsymbol是角速度矢量。 假設作用於物體的外力矩和為零,則物體的角动量是守恒的。需要注意的是,由于成立的条件不同,角动量是否守恒与动量是否守恒没有直接的联系。 當物體的運動狀態(動量)發生變化,則表示物體受力作用,而作用力大小就等於動量\mathbf的時變率:\mathbf.

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體積 (熱力學)

熱力學系統的體積是在描述熱力學狀態時,重要的外延性質。比容是對應的內含性質,是單位質量的體積。體積為一狀態函數,和其他熱力學性質(如壓力、溫度)之間有相互關係。例如理想氣體的體積就可以依理想氣體定律,用壓力及溫度來表示。 一系統的體積可能與分析系統所用的控制體積重合,但也可能不重合。.

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費米氣體

在物理学中,費米氣體(Fermi gas),又稱為自由电子氣體(free electron gas)、费米原子气体,是一个量子统计力学中的理想模型,指的是一群不相互作用的費米子。 費米氣體是理想氣體的量子力學版本。在金屬內的電子、在半導體內的電子或在中子星裏的中子,都可以被視為近似於費米氣體。處於熱力平衡的費米氣體裏,費米子的能量分布,是由它們的數目密度(number density)、溫度、與尚存在能量量子態集合,依照費米-狄拉克統計的方程式而表徵。泡利不相容原理闡明,不允許兩個或兩個以上的費米子佔用同一个量子態。因此,在絕對零度,費米氣體的總能量大於費米子數量與單獨粒子基態能量的乘積,並且,費米氣體的壓力,稱為「簡併壓力」,不等於零。這與經典理想氣體的現象有很明顯的不同。簡併壓力使得中子星或白矮星能夠抵抗萬有引力的壓縮,因而得到穩定平衡,不致向內爆塌。 在低温下,玻色原子气体可以形成玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensation, BEC),这是由爱因斯坦在1925年的理论而预言的。费米子由于泡利不相容原理,不能形成BEC。但可通过Feshbach共振,利用磁场调节费米原子间的相互作用,使费米子配对转变成玻色型粒子而形成BEC。 由於前述定義忽略了粒子與粒子之間的相互作用,費米氣體問題約化為研究一群獨立的費米子的物理行為的問題。這問題本身相當容易解析。一些更深奧,更進階,更精密的理論,牽涉到粒子與粒子之間的互相作用的理論(像費米液體理論或相互作用的微擾理論),時常會以費米氣體問題為研究的開端。.

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费米能

費米能量(Fermi energy)是固體物理學中的一个概念。無相互作用的费米子组成的系统中,费米能量(E_\mathrm)常常表示在该系统中加入一个粒子后可能引起的基态能量的最小增量。费米能亦可等价定义为在绝对零度时,处于基态的费米子系统的化学势(chemical potential),或上述系统中处于基态的单个费米子的最高能量。费米能量是凝聚體物理學的核心概念之一。 虽然严格来说,费米能级是指费米子系统在趋于绝对零度时的化学势;但是在半导体物理和电子学领域中,费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说,「费米能级」这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。 费米能以提出此概念的美籍意大利裔物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)的名字命名。.

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路德维希·玻尔兹曼

路德维希·爱德华·玻尔兹曼(Ludwig Eduard Boltzmann ,)是一位奥地利物理学家和哲学家。作为一名物理学家,他最伟大的功绩是发展了通过原子的性质(例如,原子量,电荷量,结构等等)来解释和预测物质的物理性质(例如,粘性,热传导,扩散等等)的统计力学,并且从统计概念出發,完美地阐释了热力学第二定律。.

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麦克斯韦-玻尔兹曼统计

麦克斯韦—玻尔兹曼统计是描述独立定域粒子体系分布状况的统计规律。 所谓独立定域粒子体系指的是这样一个体系:粒子间相互没有任何作用,互不影响,并且各个不同的粒子之间都是可以互相区别的,在量子力学背景下只有定域分布粒子体系中的粒子是可以相互区分的,因此这种体系被称为独立定域粒子体系。而在经典力学背景下,任何一个粒子的运动都是严格符合力学规律的,有着可确定的运动轨迹可以相互区分,因此所有经典粒子体系都是定域粒子体系,在近独立假设下,都符合麦克斯韦-玻尔兹曼统计。 因而符合麦克斯韦—玻尔兹曼统计分布的粒子,当他们处于某一分布\left\(“某一分布”指这样一种状态:即在能量为\left\的能级上同时有N_j个粒子存在着,不难想象,当从宏观观察体系能量一定的时候,从微观角度观察体系可能有很多种不同的分布状态,而且在这些不同的分布状态中,总有一些状态出现的几率特别的大,而其中出现几率最大的分布状态被称为最可几分布)时,体系总状态数为: 我們想要求出數列 N_i 在什麼條件之下 W 會得到極大值, 但我們要注意的是數列 N_i 必須滿足粒子總數固定且能量固定的條件。利用 W 或 \ln(W) 來求出粒子分配時最概然分佈的條件是等價的,然而基於數學上的理由,我們取後者的極大值會較為方便。由於 N_i 並非完全獨立,因此我們採用拉格朗日乘数法以求出 \ln(W) 的極值。 令 利用斯特靈公式作為階乘的近似 N! \approx N^N e^ ,我們得到: 代入 \ln(W) ,有 \ln W.

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连续介质力学

连续介质力学(Continuum mechanics)是物理学、特别的是力学当中的一个分支,是处理包括固体和流体的在内的所谓“连续介质”宏观性质的力学,由法国数学家奧古斯丁·路易·柯西在19世纪提出。.

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范德華方程式

--(van der Waals equation)(一译范德瓦耳斯方程),简称范氏方程,是荷兰物理学家范德华于1873年提出的一种实际气体状态方程。范氏方程是对理想气体状态方程的一种改进,特点在于将被理想气体模型所忽略的的气体分子自身大小和分子之间的相互作用力考虑进来,以便更好地描述气体的宏观物理性质。.

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能量均分定理

在经典統計力學中,能量均分定理(Equipartition Theorem)是一種聯繫系統溫度及其平均能量的基本公式。能量均分定理又被稱作能量均分定律、能量均分原理、能量均分,或僅稱均分。能量均分的初始概念是熱平衡時能量被等量分到各種形式的运动中;例如,一个分子在平移運動时的平均動能應等於其做旋轉運動时的平均動能。 能量均分定理能够作出定量預測。类似于均功定理,对于一个给定温度的系统,利用均分定理,可以計算出系統的總平均動能及勢能,從而得出系统的熱容。均分定理還能分別給出能量各個组分的平均值,如某特定粒子的動能又或是一个彈簧的勢能。例如,它預測出在熱平衡時理想氣體中的每個粒子平均動能皆為(3/2)kBT,其中kB為玻爾兹曼常數而T為溫度。更普遍地,無論多複雜也好,它都能被應用於任何处于熱平衡的经典系統中。能量均分定理可用於推導经典理想氣體定律,以及固體比熱的杜隆-珀蒂定律。它亦能夠應用於預測恒星的性質,因为即使考虑相對論效應的影響,该定理依然成立。 儘管均分定理在一定条件下能够对物理现象提供非常準確的預測,但是當量子效應變得显著時(如在足够低的温度条件下),基于这一定理的预测就变得不准确。具体来说,当熱能kBT比特定自由度下的量子能級間隔要小的時候,該自由度下的平均能量及熱容比均分定理預測的值要小。当熱能比能級間隔小得多时,这样的一個自由度就說成是被“凍結”了。比方說,在低溫時很多種類的運動都被凍結,因此固體在低溫時的熱容會下降,而不像均分定理原測的一般保持恒定。對十九世紀的物理學家而言,這种熱容下降现象是表明經典物理学不再正確,而需要新的物理学的第一個徵兆。均分定理在預測電磁波的失敗(被稱为“紫外災變”)普朗克提出了光本身被量子化而成為光子,而這一革命性的理論對刺激量子力學及量子場論的發展起到了重要作用。.

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鈾(Uranium)是一種銀白色金屬化學元素,屬於元素週期表中的錒系,化學符號為U,原子序為92。每個鈾原子有92個質子和92個電子,其中6個為價電子。鈾具有微放射性,其同位素都不稳定,并以鈾-238(146個中子)和鈾-235(143個中子)最为常见。鈾在天然放射性核素中原子量第二高,仅次于钚。其密度比鉛高出大約70%,比金和鎢低。天然的泥土、岩石和水中含有百萬分之一至百萬分之十左右的鈾。採礦工業從瀝青鈾礦等礦物中提取出鈾元素。 自然界中的鈾以三种同位素的形式存在:鈾-238(99.2739至99.2752%)、鈾-235(0.7198至0.7202%)、和微量的鈾-234(0.0050至0.0059%)。鈾在衰變的時候釋放出α粒子。鈾-238的半衰期為44.7億年,鈾-235的則為7.04億年,因此它们被用于估算地球的年齡。 鈾獨特的核子特性有很大的實用價值。鈾-235是唯一自发裂變的同位素。鈾-238在快速中子撞擊下能夠裂變,屬於增殖性材料,即能在核反應爐中經核嬗變成為可裂變的鈈-239。鈾-233也是一種用於核科技的可裂變同位素,可從自然釷元素製成。鈾-238自發裂變的機率极低,快中子撞擊可诱导其裂變;鈾-235和233可被慢中子撞击而裂变,如果其质量超过临界质量,就都能夠維持核連鎖反應,在核反应过程中的微小质量损失会转化成巨大的能量。这一特性使它们可用于生产核裂变武器与核能发电。耗尽后的鈾-235发电原料被称为貧鈾(含238U),可用做钢材添加剂,製造贫铀弹和裝甲。.

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阿伏伽德罗常数

在物理学和化学中,阿伏伽德罗常数(符号:N或L)的定義是一个比值,是一個樣本中所含的基本單元數(一般為原子或分子)N,與它所含的物質量n(單位為摩爾)間的比值,公式為NA.

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阿马加定律

想气体混合物的总体积为各组分分体积之和,即体积对于理想气体混合物是外延量。由法国物理学家在1880年提出。 有时也适用于低压下的真实气体混合物。高压下,阿马加定律一般不再适用,需要引入偏摩尔体积的概念。.

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速率分布函数

速率分布函数是一个描述分子运动速率分布状态的函数。 一个符合玻尔兹曼分布的粒子体系,如理想气体,其体系中粒子运动速率的分布可以用如下的速率分布函数来描述: \beginf(v)dv&.

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逸度

逸度(英语:Fugacity)在化学热力学中表示实际气体的有效压力,用 f 表示。它等于相同条件下具有相同化学势的理想气体的压强。在与化学势有关的描述理想气体性质的热力学式子中用逸度代替活度,即可得到相应的描述实际气体性质的关系式。例如 0°C 下 100个大气压的氮气的逸度为 97.03 个大气压,这意味着它与 97.03 个大气压下的氮气理想气体有着相同的化学势。逸度可以通过实验测定,也可以用范德华气体模型估算。逸度与压强的比值称为逸度系数 \phi \,,它是无量纲量。如下式所示。 \phi.

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逆滲透

逆滲透(Reverse osmosis、又稱 RO)、反滲透,是一種淨化水的辦法。原理是利用滲透作用,將清水(低張溶液)和鹹水(高張溶液)置於一管中,中間以一支允許水通過的半透膜分隔開來,可見到水從滲透壓低(低張溶液)的地方流向滲透壓高(高張溶液)的地方。然若在高張溶液處施予力,則可見水由滲透壓高的地方流向滲透壓低的地方。逆滲透是“正滲透”的反向,通常比正滲透的自然過程,耗費更多的能量。正滲透分離技術,逐漸成為新趨勢。.

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虛溫

在大氣熱力學中,氣塊的虛溫 T_v 為一乾空氣塊,在與濕空氣塊的氣壓和密度相同的條件下,所具有的溫度。.

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H定理

H定理(H-theorem)於1872年由路德维希·玻尔兹曼提出,在经典統計力學中描述物理量「H」在接近理想氣體系統中的下降趨勢,其中H這個積分數值代表分子隨時間流逝因傳遞而改變的動能,個別分子的動能可於統計後成為一特定的分布。由於H可以用作定義熱力學熵的一種表述,H定理是早期用來展現統計物理的威力。H定理可以從可逆微觀機制推導出熱力學第二定律。它被認為可以否證熱力學第二定律。 H定理可以很自然地從波茲曼提出的動力學方程式「波茲曼方程式」推導出。H定理衍伸出許多關於其真實含意的討論,主要如下:.

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Rüchardt實驗

Rüchardt實驗是测定理想气体绝热指数(即理想气体恒压热容与恒容热容之比)的一个著名实验。 该实验最早由Eduard Rüchardt (March 29, 1888 – March 7, 1962)引入,通过测定绝热气缸上活塞的微振动周期,从而得出绝热指数的数值。.

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查理定律

查理定律(Charles's law),又稱查理---定律,是盖-吕萨克在1802年發布,但他參考了的研究,故後來該定律多稱作查理定律。.

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柯西数

柯西數(Ca)是流體力學中有關的無量綱,得名自法國數學家奧古斯丁·路易·柯西。當可壓縮性有顯著影響時,在考慮動態相似性的慣性力時,也需要考慮彈力,柯西數是流體慣性力和可壓縮力(彈力)比例,可以表示如下: 其中.

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恩里科·费米

恩里科·费米(Enrico Fermi;),美籍意大利裔物理学家。他对量子力学、核物理、粒子物理以及统计力学都做出了杰出贡献,并参与创建了世界首个核反应堆,芝加哥1号堆。他还是原子弹的设计师和缔造者之一。 费米拥有数项核能相关专利,并在1938年因研究由中子轰击产生的感生放射以及发现超铀元素而获得了诺贝尔物理学奖。他是物理学日渐专门化后少数几位在理论方面和实验方面皆能称作佼佼者的物理学家之一。 费米在统计力学领域做出了他第一个重大理论贡献。物理学家沃尔夫冈·泡利1925年提出了泡利不相容原理。费米依据这一原理对于理想气体系统进行了分析,所得到的统计形式现在通常称作费米–狄拉克统计。现在,人们将遵守不相容原理的粒子称为“费米子”。之后,泡利又对β衰变进行了分析。为使这一衰变过程能量守恒,泡利假设在产生电子时同时会产生一种电中性的粒子。这种粒子当时尚未观测到。费米对于这一粒子的性质进行了分析,得出了它的理论模型,并将其称为“中微子”。他对β衰变进行理论分析而得到的理论模型后来被物理学家称作“”。这一理论后来发展为弱相互作用理论。弱相互作用是四种基本相互作用之一。费米还对由中子诱发的感生放射进行了实验研究。他发现慢中子要比快中子易于俘获,并推导出来描述这一放射过程。在用慢中子对钍核以及铀核进行轰击后,他认为他得到了新的元素。尽管他因为这一发现而获得了诺贝尔物理学奖,但这些元素后来被发现只是核裂变产物。 费米1938年逃离意大利,以避免他的夫人劳拉因为犹太裔出身而受到新通过的波及。他移民至美国,并在第二次世界大战期间参与曼哈顿计划。费米领导了他的团队设计并建造了芝加哥1号堆。这个反应堆1942年12月2日进行了,完成了首次人工自持续链式反应。他之后着手建造位于田纳西州橡树岭的和漢福德區的。这两个反应堆先后于1943年和1944年进行了临界试验。他还领导了洛斯阿拉莫斯国家实验室的F部,致力于实现爱德华·泰勒设计的利用热核反应的“”。1945年7月16日,费米参与了三位一体核试,并利用自己的方法估算了爆炸当量。 战后,费米参与了由罗伯特·奥本海默领导的一般顾问委员会,向美国原子能委员会提供核技术以及政策方面的建议。在得知苏联1949年8月完成了首次原子弹爆炸试验后,费米从道德以及技术层面都极力反对发展氢弹。他1954年在上为奥本海默作证。但奥本海默最终仍是被剥夺了。费米对于粒子物理,特别是π介子以及μ子的相关理论,做出了重要贡献。他推测宇宙射线产生于星际空间中受磁场作用加速的物质。在他身后,有许许多多以他的名字命名的奖项、事物以及研究机构,其中包括:恩里科·費米獎、恩里科·费米研究所、费米国立加速器实验室、费米伽玛射线空间望远镜、以及元素镄。.

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恆星結構

質量和年齡不同的恆星,有著不同的內部結構,恆星結構模型敘述恆星的詳細結構,要能預測詳細的光度、分類和演化。.

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标准状况

标准状况(standard temperature and pressure, STP,标准温度与标准压力),简称「标况」。由於地表各處的溫度、壓力皆不同,即使是同一地點的溫度壓强也隨測量時間不同而相異,因此為研究方便,制定出描述物質特徵的標準狀況:.

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标准状态

标准状态(standard state),简称标状态,是一种为了方便计算体系性质的参考态。常见的体系有:纯物质、混合物或溶液。虽然 IUPAC 推荐了一套通用的标准状态, 但原则上,标准状态可以任意选取。 在化学和生物化学中另外还包括定义的观察反应物浓度, 一般情况下为1mol/L (1 M)。在生物化学中只有质子例外(H+)。。 IUPAC 推荐指定标准压力 po .

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標準太陽模型

標準太陽模型(Standard Solar Model,SSM)是借助於數學模型處理的球形氣體太陽(在不同狀態的電離,在內部深層的氫被完全電離成為電漿)。這個模型從技術上說是球對稱的一顆準靜態恆星模型,描述恆星結構的幾個微分方程都源自於物理的基本原則。這個模型受到邊界條件(即亮度、半徑、年齡和構造)的約束。太陽的年齡不能直接測量;一種方法是從最老的隕石年齡,和太陽系演化的模型來估計。现在太陽光球层中氢的质量占74.9%,氦占23.8%.

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正壓

正壓大氣是當大氣壓力僅僅取決於大氣密度、以及大氣密度亦僅取於大氣氣壓。因此,在正壓大氣內,等壓面亦即為等密度面。 若相關大氣乃理想氣體,則等壓面、等密度面與等溫面亦為同一平面。因而,地轉風不因大氣高度改變而變化,故此大尺度環流亦不隨高度變化。 由於正壓大氣具有這種特性,因此氣象研究常假設正壓大氣以簡化計算。.

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比容

比容(specific volume,\nu)是某單位質量的特定物質所佔的體積。比容是一物質的內含性質,配合其他內含性質就可以描述一簡單熱力學系統的狀態。使用比容也可以在不需得知系統實際工作體積(可能是實際體積難以量測或是不重要)的條件下,分析一個熱力學系統。 一物質的比容是其密度的倒數,比容的單位可表示為 \frac 、 \frac 、 \frac 或 \frac : 其中V為體積,m為質量,\rho為物質的密度。 對於理想氣體而言 其中 為個別氣體常數,T為絕對溫標下的溫度,而P為氣體的壓力。 有時比容是指莫耳體積。.

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氣體常數

氣體常數(又稱理想氣體常數、普适氣體常數,符號為R)是一個在物態方程式中連繫各個熱力學函數的物理常數。.

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氣液平衡

在熱力學與化學工程學中,氣液平衡(vapor–liquid equilibrium;縮寫為VLE)描述某一化學物質於氣液兩相中的分布情形。.

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气体

气体是四种基本物质状态之一(其他三种分别为固体、液体、等离子体)。气体可以由单个原子(如稀有气体)、一种元素组成的单质分子(如氧气)、多种元素组成化合物分子(如二氧化碳)等组成。气体混合物可以包括多种气体物质,比如空气。气体与液体和固体的显著区别就是气体粒子之间间隔很大。这种间隔使得人眼很难察觉到无色气体。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。假如没有限制(容器或力场)的话,气体可以扩散,其体积不受限制,沒有固定。气态物质的原子或分子相互之间可以自由运动。 氣體的特性介於液體和等离子体之間,氣體的溫度不會超過等离子体,氣體的溫度下限為簡併態夸克氣體,現在也越來越受到重視。高密度的原子氣體冷卻到非常低的低溫,可以依其統計特性分為玻色氣體和費米氣體,其他相態可以參照相態列表。.

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泊肃叶定律

泊肃叶定律(Poiseuille's law)也稱為帕醉定律、哈根-泊肃叶定律(Hagen-Poiseuille's law)、哈根-帕醉方程(Hagen-Poiseuille's equation),是描述流體流经细管(如血管和导尿管等)所產生的壓力損失,壓力損失和體積流率、動黏度和管長的乘積成正比,和管径的四次方成反比例。此定律適用於不可壓縮、不具有加速度、層流穩定且長於管徑的牛頓流體。泊肃叶定律是于1838年和于1838和1839年分别实验独立发现的,並于1840年和1846年发表。 泊肃叶定律的应用前提有三:.

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波茲曼常數

波茲曼常數(Boltzmann constant)是有關於溫度及能量的一個物理常數,常用 k 或 k_B 表示,以纪念奧地利物理學家路德維希·波茲曼在統計力學领域做出的重大貢獻。數值及單位為:(SI制,2014 CODATA 值) 括號內為誤差值,原則上玻尔兹曼常數為導出的物理常數,其值由其他物理常數及絕對溫度單位的定義所決定。 氣體常數 R 是波茲曼常數 k 乘上阿伏伽德罗常數 N_A: k.

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混合熵

设在一密闭容器的两边分别装有服从理想气体假设的两种气体1和2,其温度及压力均相同,中间以一隔板隔开。当隔板抽去之后,1 和2两种气体分别扩散至整个容器空间,直至分布均匀为止。设x_1\,和x_2\,分别为气体1和气体2在混合气体中所占摩尔分数。混合熵\Delta S_m\,为: 其中R\,为气体常数, n\, 为气体的摩尔数。.

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湿度

溼度一般在氣象學中指的是空气溼度,它是空气中水蒸气的含量。空气中液态或固态的水不算在溼度中。不含水蒸气的空气被称为乾空氣。由於大气中的水蒸气可以占空气体积的0%到4%,一般在列出空气中各种气体的成分的时候是指这些成分在乾空气中所占的成分。.

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溫度標準

溫度標準,簡稱溫標,是以量化數值,配以溫度單位來表示溫度的方法1994年12月第二版,2005年11月第12次印刷。它也是温度计进行刻度的根据。 只要以物理方法使兩個不同的溫度在環境中產生,並測量再予以不同數值。即為溫標。例如:攝氏溫標定義水的熔點和沸點分別為0℃和100℃(詳見攝氏溫標)。.

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摩尔分数

化学中对摩尔分数x_i(Mole fraction)的定义为混合物中一种物质组分的摩尔量n_i与各物质组分总摩尔量n_之比: 混合物各物质组分摩尔分数之和等于1: 摩尔分数也可称为量分数(amount fraction)。它与数量分数(number fraction)所指的是同一概念。同是描述混合物组成的物理量,摩尔分数和质量分数都是无量纲量。摩尔分数有时用小写体的希腊字母\chi(chi)代替罗马字母x表示对于气体混合物,IUPAC推荐使用字母y表示。.

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数学模型

數學模型是使用數學概念和語言來对一個系統的描述。建立数学模型的过程叫做数学建模。數學模型不只用在自然科學(如物理、生物學、地球科學、大氣科學)和工程学科(如计算机科学,人工智能)上,也用在社會科學(如經濟學、心理學、社會學和政治科學)上;其中,物理學家、工程師、统计学家、運籌學分析家和經濟學家們最常使用數學模型。模型会帮助解释一个系统,研究不同组成部分的影响,以及对行为做出预测。 Eykhoff定義「數學模型」為「對一個現存(或被建構的)系統本質的表述,以能以有用的形式表示出此系統的知識來。」 數學模型可以有許多種的形式,不只限定在動態系統、概率模型、微分方程或賽局模型而已。不同的模型可能有相同的形式,同一個模型也可能包含了不同的抽象結構。.

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扩散作用

扩散作用是一个基于分子热运动的输运现象,是分子通过布朗运动从高浓度区域向低浓度区域的输运的过程。它是趋向于热平衡态的驰豫过程,是熵驱动的过程。菲克定律是扩散作用的近似描述,实际过程是从高化学势区域向低化学势区域的转移。扩散作用的速率和混合物的浓度梯度一般不太大,因此通常可以用近平衡态热力学理论进行处理。 扩散作用有多种微观解释,较有影响力的是分子动理论的解释和随机行走模型的解释。.

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态函数

在熱力學中, 热力学函数(State function),或称热力学参数、狀態函數,是描述热力学系统的宏观物理量。处于平衡态的热力学系统,各宏观物理量具有确定的值,并且这些物理量仅由系统所处的状态所决定,与达到平衡态的过程无关,所以也被称之为状态函数。其中包含了“热力学势”,热力学势特指下面提到的四个具有能量量纲的热力学函数。 熱力學系统的狀態函数一般存在一定的相互依存关系。如理想氣體的狀態方程式中,可以任意选取其中的兩個狀態函數為独立变量,而把其他的統計量看作它们的函数。热力学函数之间的依存关系具有普适性。.

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普朗特-迈耶函数

普朗特-迈耶函数(Prandtl–Meyer function)是气体动力学中的一个函数,其值为一个角度,音速流(M.

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