道尔顿定律
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2023年3月19日发(作者：送老师花)物理知识之真空
为了阐述真空技术中经常遇到的一些物理知识，特别是那些在真
空行业中会经常遇到的一些基本物理定律和相关的理论问题，如理想
气体定律、气体与蒸气的*质，气体内部各种动力过程的规律以及气体
与固体间相互作用的规律等一系列问题，对真空物理中的一些问题进
行一些介绍是十分必要的。
2.1理想气体定律及其状态方程
本节所介绍的定律及相关公式是针对平衡状态下，符合理想气体
的有关假设条件的前提下而得出的。由于在真空技术中研究的气体大
多数处于常温和低压状态下，因此在工程计算中应用这些定律基本上
是符合实际的。现就有关问题分述如下：
2.1.1气体定律
气体的压力p(pa)、体积v（m3）、温度t（k）和质量m（kg）
等状态参量间的关系，服从下述气体实验定律：
2.1.1.1波义耳—马略特定律：
一定质量的气体，当温度维持不变时，气体的压力和体积的乘积
为常数。即：pv=常数2-1
2.1.1.2盖·吕萨克定律：
一定质量的气体，当压力维持不变时，气体的体积与其绝对温度
成正比，即：v?常数t2-2
2.1.1.3查理定律：
一定质量的气体，当体积维持不变时，气体的压力与其绝对温度
p?常数t2-3成正比，即：
上述三个公式习惯上称为气体三定律。具体应用方式常为针对由
一个恒值过程连结的两个气体状态，已知3个参数而求第4个参数。
例如：初始压力和体积为p1、v1的气体，经等温膨胀后体积变为v2，
则由波义耳—马略特定律，即可求出膨胀后的气体压力为
p2=p1v1/v2。这正是各种容积式真空泵最基本的抽气原理。
2.1.1.4道尔顿定律：
相互不起化学作用的混合气体的总压力等于各种气体分压力之和，
即：p=p1+p2+……pn2-4这里所说的混合气体中某一组分气体的分
压力，是指这种气体单独存在时所能产生的压力。道尔顿定律表明了
各组分气体压力的相互*和可线*叠加的*质。
2.1.1.5阿佛加德罗定律：
等体积的任何种类气体，在同温度同压力下均有相同的分子数，
或者说，在同温度同压力下，相同分子数目的不同种类气体占据相同
的体积，人们把1mol任何气体的分子数目na叫做阿佛加德罗数，
na=6.022×1023mol-1。在标准状态下（p0=1.01325×105pa，
t0=0℃），1mol任何气体的体积v0称为摩尔体积。
v0=2.24×10-2m3/mol。
根据上述气体定律，可得到反映四个气体状态参量p、v、t、m之
间定量关系的理想气体状态方程：
pv?mrtm2-5式中的m为气体的摩尔质量（kg/mol），r为普适
气体常数，r=8.31j/(mol.k)。在已知p、v、t、m四参量中的任意三
个量时，可由此式求出另外一个量的值。