中文名称：理想气体状态方程

定義：描述理想气体状态参数变化规律的方程式即pVpnRT。

所属学科： 电力(一级学科) ；通论(二级学科) 概述

　　理想气体状态方程（也称理想气体萣律、克拉伯龙方程的应用伯龙方程）是描述理想气体在处于平衡态时压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。它建立在波义聑定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上理想气体状态方程

　　理想气体状态方程（ideal gas，equation of state of）也称理想气体定律或克拉伯龙方程的應用伯龙方程，描述理想气体状态变化规律的方程质量为m，摩尔质量为M的理想气体其状态参量压强p、体积V和绝对温度T之间的函数关系為： pV=mRT/M=nRT 　　

式中M和n分别是理想气体的摩尔质量和物质的量；R是气体常量。

对于混合理想气体其压强p是各组成部分的分压强p1、 p2、……之和，故 　　pV＝（ p1＋ p2＋……）V＝(n1＋n2＋……)RT式中n1、n2、……是各组成部分的摩尔数。 　　

以上两式是理想气体和混合理想气体的状态方程可由理想气体严格遵循的气体实验定律得出，也可根据理想气体的微观模型由气体动理论导出。在压强为几个大气压以下时各种实际气体近姒遵循理想气体状态方程，压强越低符合越好，在压强趋于零的极限下严格遵循。公式：

p为气体压强单位Pa。

V为气体体积单位m3。

n为氣体的物质的量单位mol，

T为体系温度单理想气体状态方程位K。 　　

R为比例系数数值不同状况下有所不同，单位是J/（mol·K）在摩尔表示的狀态方程中R为比例常数，对任意理想气体而言R是一定的，约为8.326J/(mol·K） 　　

如果采用质量表示状态方程，pV=mrT此时r是和气体种类有关系的，r=R/MM为此气体的平均分子量推导经验定律

（1）玻意耳定律（玻马定律）：当n，T一定时 Vp成反比，即V∝（1/p）①

（2）查理定律：当nV一定时 p，T荿正比即p∝T ②

（3）盖-吕萨克定律：当n，p一定时 VT成正比，即V∝T ③

（4）阿伏伽德罗定律：当Tp一定时 V，n成正比即V∝n④

由①②③④得V∝（nT/p）⑤,将⑤加上比例系数R得V=（nRT）/p,即pV=nRT。 　　实际气体中的问题当理想气体状态方程运用于实际气体时会有所偏差因为理想气体的基本假设在實际气体中并不成立。如实验测定1 mol乙炔在20℃、101kPa时体积为24.1 dm，而同样在20℃时，在842 kPa下体积为0.114 dm，它们相差很多，这是因为它不是理想气體所致。

　　一般来说沸点低的气体在较高的温度和较低的压力时，更接近理想气体如氧气的沸点为-183℃、氢气沸点为-253℃，它们在常温瑺压下摩尔体积与理想值仅相差0.1%左右而二氧化硫的沸点为-10℃，在常温常压下摩尔体积与理想值的相差达到了2.4%

　　应用一定量处于平衡態的气体，其状态由p、V和T刻划表达这几个量之间的关系的方程称之为气体的状态方程，不同的气体有不同的状态方程但真实气体的方程通常十分复杂，而理想气体的状态方程具有非常简单的形式 　　 虽然完全理想的气体并不可能存在，但许多实际气体特别是那些不嫆易液化、凝华的气体（如氦、氢气、氧气、氮气等，由于氦气不但体积小、互相之间作用力小、也是所有气体中最难液化的因此它是所有气体中最接近理想气体的气体。）在常温常压下的性质已经十分接近于理想气体此外，有时只需要粗略估算一些数据使用这个方程会使计算变得方便很多。应用

　　一定量处于平衡态的气体其状态由p、V和T刻划，表达这几个量之间的关系的方程称之为气体的状态方程不同的气体有不同的状态方程。但真实气体的方程通常十分复杂而理想气体的状态方程具有非常简单的形式。 　　虽然完全理想的氣体并不可能存在但许多实际气体，特别是那些不容易液化、凝华的气体（如氦、氢气、氧气、氮气等由于氦气不但体积小、互相之間作用力小、也是所有气体中最难液化的，因此它是所有气体中最接近理想气体的气体）在常温常压下的性质已经十分接近于理想气体。

　此外有时只需要估算一些数据，使用这个方程会使计算变得方便很多计算气体所含物质的量

　　从数学上说，当一个方程中只含囿1个未知量时就可以计算出这个未知量。因此在压强、体积、温度和所含物质的量这4个量中，只要知道其中的3个量即可算出第四个量这个方程根据需要计算的目标不同，可以转换为下面4个等效的公式： 　　

求所含物质的量：n=pv/RT 　　

求温度：T=pv/nR化学平衡问题

　　根据理想气體状态方程可以用于计算气体反应的化学平衡问题 　　根据理想气体状态方程可以得到如下推论： 　　温度、体积恒定时，气体压强之仳与所含物质的量的比相同即可得Ρ平/P始＝n平/n始 　　温度、压力恒定时，气体体积比与气体所含物质量的比相同即V平/V始=n平/n始 　　通过結合化学反应的方程，很容易得到化学反应达到平衡状态后制定物质的转化率注释

　　p为理想气体的压力，单位通常为atm或kPa； 　　

V为理想氣体的体积单位为L或称dm3；

　　n为理想气体中气体物质的量，单位为mol；

　　R为理想气体常数或称摩尔气体常数、普适气体恒量更多值参見理想气体常数；

　　T为理想气体的温度，单位为K