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熱力學 (part 4 英語) : 介紹莫耳是什麼。 通用氣體常數R. PV=nRT
相關課程
- 在我繼續之前 我要給你們介紹一個可能
- 不熟悉的概念 盡管如果你們上化學課
- 就可能知道一點點 它叫做莫耳
- 不是你們臉上長的裏面還有根毛的那種
- 也不是蟲子在你們背上叮的那種
- 盡管那些也叫做mole
- 我們討論的是國際單位 叫做莫耳
- 莫耳只是一個數
- 就像是說 一莫耳東西就是
- 特定數量的東西 就像是打
- 就像是說一打雞蛋就是12個雞蛋
- 像這樣 一莫耳是6- 我總是忘了
- 確切的數字 但是這是6.023
- 你們可以查閱一下
- 我認爲是6.023乘以10的23次方
- 我來查一下確切的數
- 因爲我感覺那個23 是我記錯了
- 莫耳是6.022乘以10的23次方
- 所以這是非常大的數目
- 通常 我們不會處理一莫耳雞蛋
- 我想整個歷史中
- 也不會生産出一莫耳雞蛋
- 10的23次方是個很大很大的數
- 它在哪裏有用？
- 莫耳在對原子計數的時候很有用
- 所以1莫耳的分子或原子是什麽？
- 這麽多分子是多少？
- 大概是6後面23個0 這麽多分子
- 一個非常非常大的數
- 關於莫耳 非常有趣的是 當有1莫耳物質
- 它的質量 我們設它的質量單位是克
- 1莫耳碳 它的質量就是-
- 所以如果我有這麽多碳原子
- 它的質量就是x克
- 質量就是x克
- x是碳原子的相對原子質量數
- 盡管我談論的是一莫耳分子
- 但我能算出它所有原子的質量
- 原子質量數是什麽？
- 我看一下能不能在網上找到元素周期表
- 我在展示我做的 沒什麽神奇的
- 我上谷歌 我找一下元素周期表
- 看一下能不能找出一個好的
- 這一個看起來不錯
- 如果看一下碳 在這裡
- 我們看到他的原子序是6
- 這是它含有的質子數
- 原子質量數- 這是整個原子的質量
- 正如你們知道的
- 我們深入研究了一點化學
- 但是大多數原子的質量
- 來自質子和中子
- 質子和中子的質量大概相同
- 電子就小得多
- 如果算入質子和中子的質量
- 就有了這個微粒的大部分質量
- 一點化學知識 盡管平均
- 大多數的原子 質子和中子數目相等
- 但有一些不相等
- 有時候 有含有7個中子的碳原子
- 還有5個的 還有6個的
- 這實際上被叫做同位素
- 我不想講這些
- 它們只是不同中子數目的同樣原子
- 通常 原子質量等於
- 中子和質子的質量 它們的質量相等
- 所以如果原子序是6
- 那麽原子質量就是12
- 所以爲什麽這有用？
- 我們設如果是镓-
- 如果設有1莫耳铌
- 如果我們看一下元素周期表
- 它的原子序是41
- 它的平均原子質量
- 如果我們根據自然界存在的比例
- 算出所有同位素質量的平均值
- 就是92.9 所以大概是93
- 實際上略大於原子序的兩倍
- 但是我們設是93
- 如果有一莫耳铌 如果有6.022乘以10的23次方
- 個铌原子 它的質量就是93克
- 這很簡單 看一下任何元素
- 我們看一下鉻
- 我們看到它的原子質量數是52
- 它在這裡
- 如果有一莫耳它
- 如果有6乘以10的23次方個原子
- 它的質量就是52克
- 這就是考慮1莫耳的方法
- 如果我告訴你們有一莫耳某種物質
- 我就告訴了你們有多少個分子
- 也告訴了你們
- 這一莫耳的質量是多少
- 假設你們前面有一張元素周期表
- 根據這種說法 有了這些
- 我們在熱力學上前進一點
- 我們說 在前幾個影片中 壓力乘以
- 體積正比於
- 我們設這是K
- 這是個隨機的數
- 不是什麽特定的常數
- 正比於係統的總動能
- 我們還說 這大概正比於
- 這是另外一個常數
- 乘以分子數目 乘以溫度
- 因爲溫度被看做每個分子的動能
- 總之 我們也可以說 這正比於這個
- 也正比於這個
- 壓力乘以體積正比於
- 用字母R 因爲你們馬上
- 會看到這怎麽來的
- 它正比於 它等於一個常數乘以
- 分子數目n
- 這裡 我只是用了絕對數量
- 如果我有5個分子
- 就在這裡代入5 但是現在是n 我要用莫耳計數
- 如果n是1
- 這就是說有6.022乘以10的23次方個分子
- 1莫耳等於6.022乘以10的23次方 所以我只是說
- 這是另外一種描述分子數目的方法
- 然後再乘以溫度
- 然後重新排列一下 PV=nRT
- 我們有了一個關係式 如果知道了壓力
- 體積 分子數
- 就能算出溫度
- 或者知道了分子數 溫度
- 和壓力 就能算出體積
- 假設我知道R是多少
- 我要告訴你們它是多少
- R被叫做通用氣體常數
- R是8.31焦耳每莫耳・克耳文
- 這告訴了你們公式中需要的量
- 這應該是焦耳 所以如果
- 壓力單位是帕斯卡 體積是立方米
- 就會得到焦耳
- 這個單位是莫耳
- 這是8.31焦耳每莫耳・克耳文
- 然後這一個 正如我們經常說的 應該用克耳文
- 坦白地講 如果你們記住這兩個
- 在所有的熱力學中
- 你們就可能算出95%的問題
- 但實際上應該對這怎麽使用有個直觀的了解
- 只要記住PV/T等於常數
- 或者如果你們改變它們
- 它們由於都等於常數而互相聯係
- 所以P1乘以V1除以T1
- 等於P2乘以V2除以T2
- 你們也要記住 PV=nRT
- R等於8.31j/mol・K
- 我知道你們現在對這個公式還沒有很直觀的感覺
- 因爲你們還沒有用過
- 但是我要在下個影片講述一下
- 在熱力學中 這是兩個最重要的公式
- 你們應該知道 希望你們
- 對這些是什麽意思有個直觀的感受
- 再見
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