朱 平,農(nóng)仕東,席永釗
1.普洱學(xué)院 理工學(xué)院,云南 普洱 665000;2.云南省高校力學(xué)開放重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 普洱 665000
眾所周知,混合理想氣體的道爾頓分壓實(shí)驗(yàn)定律是導(dǎo)出混合理想氣體的狀態(tài)方程的基礎(chǔ),是熱學(xué)中的重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)定律。同時(shí),它等效于道爾頓分體積定律,這為處理和研究一些混合理想氣體的問題提供了方法。在許多中學(xué)或大學(xué)基礎(chǔ)物理的熱學(xué)教材中[1-5]提到了道爾頓分壓定律等效于道爾頓分體積定律,但通過查閱文獻(xiàn)[6-16]都沒有給出較為詳細(xì)的證明,特別是采用不同方法的證明。本文以不同的思路、采用不同的方法證明道爾頓分壓定律等效于道爾頓分體積定律。同時(shí),依據(jù)不同的證明方法,可以通過不同的實(shí)驗(yàn)途徑驗(yàn)證道爾頓氣體分體積定律的正確性,為學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和理解提供幫助,起到拋磚引玉的作用。
于是,可以得到混合理想氣體的狀態(tài)方程
這就是等效于道爾頓分壓實(shí)驗(yàn)定律的道爾頓分體積定律。這里,以不同的思路、采用不同的方法給出證明。
(5)式代入(1)式
混合時(shí)
從(10)和(11)得到
(14)代入(10)
通過道爾頓氣體分壓實(shí)驗(yàn)定律得到
(20)代入(18)
且
以上從道爾頓氣體分壓實(shí)驗(yàn)定律出發(fā),通過4種不同的方法證明了道爾頓分壓實(shí)驗(yàn)定律等效于道爾頓分體積定律。依據(jù)不同的證明方法,可以通過不同的實(shí)驗(yàn)途徑驗(yàn)證道爾頓氣體分體積定理的正確性。