标准状态是化学和物理中用于描述气体性质的重要参考条件,其定义和特性如下:
一、标准状态的定义
标准状态需同时满足以下两个条件:
-
温度 :0℃(273.15 K)
-
压强 :101.325 kPa(1 atm)
二、标准状态下的关键性质
-
摩尔体积
在标准状态下,1 摩尔任何理想气体的体积约为 22.4 升(L/mol) 。
-
密度
标准状态下空气的密度为 1.293 g/L (或 1.293 kg/m³ )。
-
相对分子质量
干燥空气的相对分子质量约为 28.966 g/mol 。
-
比热容
-
定压比热容($c_p$):250 K时为 1.003 kJ/(kg·K) ;
-
定容比热容($c_v$):250 K时为 0.240 kJ/(kg·K) 。
-
-
声速
标准状态下空气的声速约为 331.5 m/s 。
-
折射率
干燥空气在标准状态下的折射率约为 1.00029 ,且随温度、压强和湿度变化。
-
摩尔质量
干燥空气的摩尔质量为 28.9634 g/mol 。
三、注意事项
-
标准状态是理想气体的近似模型,实际气体在非标准状态下的行为可能偏离理想气体定律;
-
液态空气的成分与气态不同,主要成分为液氧、液氮等,但此状态不包含水蒸气。
标准状态为气体物理和化学计算提供了统一基准,但需注意其局限性。