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普通化学/气体性质

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液体的蒸发

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一瓶敞开的醋在室温下放置,尽管没有沸腾,也会散发出气味。这是因为液体中的动能分布不均匀。有些分子比其他分子运动得更快。这使得液体可以蒸发成气体。为了蒸发发生,整个液体不需要达到沸点;只需要一些单独的分子。在给定温度下,液体以特定的速率蒸发,导致包含它的系统中液体上方的气压。你能猜出 100 摄氏度时水的蒸气压吗?如果你猜到是 760 托或 1 个大气压,你就对了。液体在它们的蒸气压等于周围大气压时沸腾。一些液体比其他液体更易挥发,这意味着它们更容易蒸发。

不同温度下的玻尔兹曼分布。

蒸发是由于动能的不均匀分布。这被称为玻尔兹曼分布。虽然液体的平均动能低于沸点,但有些分子具有高于平均值的能量。这给了它们足够的能量来克服它们的键并从液体中分离出来。同时,气体分子可能会撞击液体并减速到足以成为液体的一部分。在蒸发的液体量和液化的气体量之间存在平衡。较高的温度将具有有利于更多气体的平衡。

气体粒子的运动

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此动画演示了气体粒子的运动。

气体粒子以随机、直线运动方式移动。气体粒子比液体或固体粒子的动能更大。较大的动能是由于气体存在于比液体或固体更高的温度下。随着温度升高,粒子移动得更快,因此具有更大的动能。气体粒子之间的相互作用很少,除了相互碰撞之外。

扩散和渗透

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由于它们的随机运动,气体最终会从容器中逸出,如果容器上有孔。这叫做渗透。气体也会扩散到整个房间,或在容器中混合在一起。这叫做扩散

关于扩散和渗透的更多信息将在下一章中介绍。

道尔顿分压定律

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气体施加的总压力等于其成分之和

例如,如果您在容器中添加 300 托的氮气,然后在该容器中添加 250 托的氧气,则总压力将为 550 托(假设体积和温度保持不变)。

该定律的另一种说法是,混合物中特定气体(气体总是与彼此形成均匀混合物)施加的压力等于其摩尔分数乘以总压力。

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