理想气体状态方程动态可视化教学系统

参数控制 / Config

状态变化类型等温变化

热力学温度 T300 K

温度升高时，分子平均动能增大，运动更剧烈。

气体体积 V4.00 L

拖动滑块观察活塞位置变化。

仿真速度1.0x

压强 p

100.0 kPa

体积 V

4.00 L

温度 T

300 K

摄氏温度 t

26.9 ℃

实时核心公式

\[pV=nRT\]

教学提醒：气体实验定律中的温度必须使用热力学温度 \(T\)，单位为 K，不能直接把摄氏温度 \(t\) 代入比例式。

实时压强 p

100.0 kPa

实时体积 V

4.00 L

实时温度 T

300 K

等温变化：固定质量气体温度不变，压强与体积成反比，\(pV=C\)。

当前：温度保持不变，压缩体积时，单位面积受到的分子碰撞更频繁，压强增大。

图像与规律 / Analysis

状态常量 pV/T

1.333

相对分子速率

1.00

玻意耳定律｜等温变化

温度 \(T\) 不变：\(pV=C\)，即 \(p_1V_1=p_2V_2\)。图像为 \(p-V\) 双曲线。

盖—吕萨克定律｜等压变化

压强 \(p\) 不变：\(\dfrac{V}{T}=C\)，即 \(\dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2}\)。图像为 \(V-T\) 直线。

查理定律｜等容变化

体积 \(V\) 不变：\(\dfrac{p}{T}=C\)，即 \(\dfrac{p_1}{T_1}=\dfrac{p_2}{T_2}\)。图像为 \(p-T\) 直线。