2.1　气体检测实验中的重要定律与公式

与固体、液体相比，气体分子之间保持着较大空间，体积非常容易受到外部条件的影响而发生改变，尤其对温度、压强变化非常敏感。因此，气体量的计量方法与固体、液体相比具有很大的不同。对气体样本制订实验方案、进行量化分析或设计气体检测仪器时常常需要参考以下3个重要的定律：

（1）阿伏伽德罗定律。在相同的温度和压力下，等体积的任何气体都含有相同数目的分子。也就是说，在相同环境条件中，当体积相同时无论是混合气体还是纯净气体都具有相同的物质的量，即

式中， V 为样本气体体积（m ³ ）；n为样本气体物质的量（mol）； α 为与气压、温度有关的常数。

（2）波意耳-马略特定律。在一定温度下，气体的体积与压强成反比，即

式中， V 为样本气体体积（m ³ ）； P 为样本气体压强（Pa）；当气体温度与物质的量一定时， K 为常数。

（3）道尔顿分压定律。相同容器内的混合气体总压力与各个组分在该容器中的分压之和相等，即

式中， P _total 为混合气体在容器中的总压强； P _A ， P _B ， P _C ，…， P _M 分别为混合气体组分 A ， B ， C ，…， M 在相同容器中单独存在时的分压。

结合（1）和（2）两个定律可以由道尔顿分压定律得到式（2-4）。

式中，n _total 为混合气体物质的量；n _A ，n _B ，n _C ，…，n _M 分别为组分气体物质的量。

除了以上3个重要定律外，通常还通过理想气体（不考虑气体分子本身体积与分子间作用力）的状态方程式（2-5）对气体的4个基本要素（气压、体积、气体物质的量、气体温度）之间的关系进行描述，有

式中，T表示气体样本温度（K）；R=　8.31Pa·m ³ ∕（mol·K）为理想气体常数。 qLH5z5033McH1hX1K2Bw0LWdb7JG1G2fSrOl5HUXqK7lVupvNUCm5EtG4CQTGeKm