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電氣工程師《普通化學(xué)》知識(shí)點(diǎn)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)
物質(zhì)的聚集狀態(tài)是指物質(zhì)的存在形式。從根本上講物質(zhì)的存在形式取決于其內(nèi)部微粒之間的相互作用。下面是小編整理的電氣工程師考試《普通化學(xué)》知識(shí)點(diǎn)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)，對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)，要記得這些知識(shí)點(diǎn)，考試很有用的，希望對(duì)大家有所幫助!
一、物質(zhì)的不同聚集狀態(tài)與物理性質(zhì)
二、等離子體(物質(zhì)的第四態(tài))及其應(yīng)用
1、等離子體(Plasma) ：是帶電粒子密度達(dá)到一定程度(如>0.1%)的電離氣體。由電子、原子、離子、分子或自由基等粒子組成。
2、等離子體的基本特性：
(1)導(dǎo)電性：由于存在自由電子和帶正電荷的離子，所以等離子體有很強(qiáng)的導(dǎo)電性;
(2)電中性：粒子所帶正負(fù)電荷總數(shù)相等;
(3)與磁場(chǎng)可作用性：可用磁場(chǎng)控制它的位置、形狀和運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶電粒子集體運(yùn)動(dòng)又可形成電磁場(chǎng);
(4)活潑的反應(yīng)性：由于等離子體空間富集了離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子、分子及自由基，因此產(chǎn)生相應(yīng)的高活性物種，易于參加各種化學(xué)反應(yīng)。
3、等離子體的分類――依據(jù)粒子溫度分類
設(shè)等離子體中離子溫度為Ti ;中性重粒子溫度為Tg的;電子溫度為Te。
宏觀溫度主要取決于離子溫度Ti和中性重粒子溫度Tg。
當(dāng)Te=Ti時(shí)，稱熱等離子體或高溫等離子體，由于氣體分子與電子反復(fù)劇烈碰撞，使整個(gè)氣體與電子溫度達(dá)到平衡，其溫度可達(dá)到5×103K~2×104K。這種等離子體一般是在高氣壓(大氣壓水平)、平衡條件下獲得的，所以又稱高壓平衡等離子體。
當(dāng)Te>Ti時(shí)，稱冷等離子體或低溫等離子體，這類等離子體中，大部分氣體粒子仍為中性，電子溫度可以高達(dá)104K以上，而氣體或離子溫度卻可低到300K~500K。是在低氣壓、非平衡條件下獲得的。
4、等離子體的應(yīng)用
等離子體空間富集的離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子、分子及自由基，是極活潑的反應(yīng)物種，它有利于產(chǎn)生“高能量”、“高密度”的化學(xué)反應(yīng)條件。
(1)導(dǎo)電流體
(2)高能量密度的熱源
(3)化學(xué)合成、薄膜制備、表面處理和精細(xì)化學(xué)加工等。
(4)微量元素分析
三、物質(zhì)的第五態(tài)即超固態(tài)――“玻色―愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)”
“玻色―愛(ài)因斯坦凝聚”概念是在1924年由印度物理學(xué)家玻色提出的，愛(ài)因斯坦將其理論用于原子氣體中，進(jìn)而做出預(yù)言：物質(zhì)除四態(tài)外，還存在另外的一種狀態(tài)。當(dāng)溫度足夠低、運(yùn)動(dòng)速度足夠慢時(shí)，大部分原子會(huì)突然跌落到最低的能級(jí)上，此時(shí)所有的原子“凝聚”到同一狀態(tài)，就像一個(gè)“超級(jí)原子”一樣，具有完全相同的物理性質(zhì)。
然而，實(shí)現(xiàn)及研究“玻色―愛(ài)因斯坦凝聚”的條件極為苛刻：一方面需要達(dá)到極低的溫度(絕對(duì)零度的十億分之幾度)，另一方面還需要原子體系處于氣態(tài)。這在當(dāng)時(shí)幾乎是自相矛盾的，一直到理論提出71年之后，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院和科羅拉多大學(xué)的科學(xué)家才有所發(fā)現(xiàn)，于銣原子蒸氣中第一次直接觀測(cè)到了“玻色―愛(ài)因斯坦凝聚”。此后三位科學(xué)家因?qū)λ难芯揩@得2001年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
四、氣體的分壓定律
1、氣體分子運(yùn)動(dòng)論――基本要點(diǎn)：
(1)氣體由不停頓地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子所組成。
分子的直徑與它們之間的距離相比可以忽略不計(jì)，亦即分子本身的體積與氣體所占有的體積相比可以忽略。
(2)氣體分子間互相作用力很小，氣體分子的運(yùn)動(dòng)與其他分子無(wú)關(guān)，分子可視為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
(3)氣體分子在運(yùn)動(dòng)中，分子不僅相互碰撞，而且對(duì)器壁進(jìn)行連續(xù)撞擊產(chǎn)生壓力(壓強(qiáng))。
(4)氣體分子的平均平動(dòng)能與氣體的熱力學(xué)溫度成正比。
壓力(壓強(qiáng))：因大量分子碰撞所產(chǎn)生的垂直作用于單位面積上的力;
溫度：氣體分子平均動(dòng)能的度量，氣體分子的平均平動(dòng)能越大，系統(tǒng)的溫度越高，它們都是大量分子行為的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果，是一種統(tǒng)計(jì)量。因此，說(shuō)一個(gè)分子的壓力或溫度是沒(méi)有意義的。
體積：則是氣體分子自由運(yùn)動(dòng)的空間。
2、理想氣體狀態(tài)方程：
理想氣體：指分子是一個(gè)沒(méi)有體積的質(zhì)點(diǎn)、分子間也沒(méi)有任何作用力的氣體。
pV= nRT
式中：p―壓力(Pa)，V―體積(m3)，n―物質(zhì)的量(mol)，T―熱力學(xué)溫度(K，T/K = 273.15+t / ℃)，R―摩爾氣體常數(shù)(8.314J?mol -1?K-1)。
推論：物質(zhì)的量n與質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M的關(guān)系為
注意：任何實(shí)際氣體(real gas，RG)，都不能完全嚴(yán)格地滿足理想氣體的條件。但對(duì)于處于低壓、高溫下的實(shí)際氣體來(lái)說(shuō)，分子間距離很大，相互作用很弱，分子本身大小相對(duì)于整個(gè)氣體的體積也可以略去不計(jì)。因此，可以近似地看作理想氣體。
3、(道爾頓)分壓定律 (1801)
分壓力(partial pressure) ：溫度為 T時(shí)，組分 i單獨(dú)占據(jù)總體積 V時(shí)所具有的壓力，定義此壓力為混合氣體中i組分的分壓力，簡(jiǎn)稱分壓。
前人在研究低壓下的混合氣體時(shí)，得到了兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，它們都只適用于理想氣體。
分壓定律內(nèi)容：總壓力等于分壓力之和。
p = p1+p2+…+pN ==∑pi
分壓定律是氣體遵守IG定律的必然結(jié)果：
p == nRT/V == n1RT/V+n2RT/V+…+nNRT/V === p1+p2+…+pN == ∑pi
分壓定律的另一形式： pi = yi p
yi――i組分的摩爾分?jǐn)?shù)(mole fraction)(氣體混合物的摩爾分?jǐn)?shù)常用yi表示，液體混合物的摩爾分?jǐn)?shù)，則常用xi表示)。
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