一、氣體摩爾體積的含義
氣體摩爾體積是指在一定溫度和壓強下,單位物質的量的氣體所占有的體積,符號通常用Vm表示,核心計算公式為Vm = V/n(其中V為氣體體積,n為氣體物質的量,單位為mol。其常用單位為L/mol(升/摩爾),立方米/摩爾。
氣體摩爾體積的數(shù)值并非固定不變,核心影響因素是氣體所處的溫度和壓強。這是因為氣體粒子間的平均距離遠大于粒子本身的大小,氣體體積主要由粒子數(shù)目和粒子間平均距離決定,而溫度和壓強會直接改變粒子間的平均距離——溫度越高,粒子運動越劇烈,距離越遠,體積越大;壓強越大,粒子被擠壓越緊密,距離越近,體積越小。
為方便科學計算與交流,科學家規(guī)定了“標準狀況”(簡稱STP),即0℃(273.15K)、101.325kPa(1標準大氣壓)。在該條件下,1mol任何理想氣體的體積約為22.4L,此時氣體摩爾體積Vm =22.4L/mol(精確值為22.41383L/mol)。若條件改變,氣體摩爾體積數(shù)值會相應變化,例如在25℃、1.01×10?Pa時,氣體摩爾體積約為24.5L/mol。
需要明確的是,相同溫度和壓強下,相同氣體摩爾體積的氣體,其含有的粒子數(shù)(或物質的量)必然相同,這是阿伏加德羅定律的核心邏輯之一,也是氣體摩爾體積應用的重要依據(jù)。