关于理想气体定义的再认识

本文指出：只需玻意耳定律和阿伏伽德罗定律即可定义理想气体．玻意耳定律和焦耳定律不是相互独立的，遵守玻意耳定律的气体必然服从焦耳定律，反之则不然．最后，作者对今日热力学教材中如何定义理想气体提出了建议．     

理想气体状态方程——从经典到量子

1 经典理想气体状态方程 1662年玻意耳和1679年马略特发现气体的压强p和体积V的乘积,在温度T一定下,是一个常量,称为玻意耳-马略特定律.     

玻色（Bose，Satyendranath，1894-1974）印度物理学家（Physicist,India）

玻色的父亲是会计。博斯是他在加尔各答的普莱西登斯学院读书时的老师。1915年，玻色作为全班的佼佼者成为数学硕士。他在1924年发表的一篇论文引起了爱因斯坦的注意，这篇论文中表现出的运用普朗克量子理论的能力，得到了后者的热情赞誉。这便为玻色打开了西欧的大门。     

关于焦耳定律与玻意耳定律是否相互独立的一点说明

文献[1]中关于焦耳效应与焦汤效应关系的分析是从“实际气体对玻意耳定律和焦耳定律的偏离并不独立”这个命题出发的.这个命题是否成立,关键在于是否存在遵守玻意耳定律但不遵守焦耳定律的实际气体. 从形式上看,遵守玻意耳定律的气体的物态方程能一般地写成其中f(T)是绝对温度T的任意函数.然而,实际上函数f的形式并非任意.E.A.Guggen-heim曾根据实际气体在低压极限下 保持有限的经验事实提出了实际气体的第一维里系数只能是T的线性函数的假设,并以此作为绝对温度测量理论的依据[2].在统计物理学中,如果假定气体分子具有有限的作用力程,也…     

玻耳兹曼（Boltzmann，Ludwig Eduard，1844-1906）奥地利物理学家（Physicist，Austria）

玻耳兹曼1866年获得维也纳大学博士学位后，在维也纳、格拉茨、慕尼黑、莱比锡任数学和物理学教授。19世纪70年代发表了一系列论文，阐明了热力学第二定律的统计性质。一个系统接近热力学平衡态是因为平衡是物质系统压倒一切的最可能的状态；系统的各部分在一定温度下的能量分布引申出能量均分理谳麦克斯韦一玻耳兹曼定律）。说明了一个原子在每个不同方向的运动的平均能量是相同的。     

伯努利（Bernoulli Jacob，1654—1705）瑞士数学家（Mathematioian，Switzerland）

伯努利原学神学，后自学数学。1687年为巴塞耳大学数学教授。莱布尼兹的著作引起了他对微积分的兴趣，他和他的弟弟约翰对微积分的创建都有重要贡献。1690年他首先使用了“积分”一词。1691年研究了悬链线并很快用于设计吊桥。1695年又把微积分应用于桥梁设计。他的巨著《猜度术》（1713）中有他的排列组合的理论、伯努利数及概率论中的伯努利大数定律等重要成果。     

相对论热力学中玻意耳定律与焦耳定律之间的关系

证明在相对论热力学理论系统中,焦耳定律是玻意耳定律的推论,但玻意耳定律不是焦耳定律的推论.     

气体定律实验器及其应用

过去高中物理课本中,“验证玻意耳——马略特定律”和“验证理想气体状态方程”两个学生实验,前者采用针筒,后者采用灌注水银的U型玻璃管。由于针筒摩擦力大且压强大时容易漏气,所以实验很难成功。后者实验虽能顺利进行,但由于水银造成污染会影响学生健康。为此,我们设计了不需水银的“气体定律实验器”,验证气体定律的两个学生实验都能达到较好的效果,操作方便,精度也高。因此,从八四年秋季开始使用的高中物理课本,都采用这种新仪器来验证玻意耳——马略特定律和理想气体状态方程.现将其简介如下,供参考.     

验证玻意耳定律的一种实验方法

在中学物理研究气体的性质时,通过演示实验得出了玻意耳定律,即"一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积的乘积保持不变."本文介绍一种验证玻意耳定律的实验方法.这种方法简便易行,既可以做演示实验,又可以成为学生实验,并且有很强的趣味性.     

利用手机压强传感器开展玻意耳定律实验

介绍了利用手机压强传感器开展验证玻意耳定律的教学实验,该实验把手机放进真空罩,通过推拉活塞改变抽气筒-真空罩密闭空间的气体压强和体积,计算压强和体积的乘积以及绘制相应图像,进而验证了玻意耳定律.     

关于理想气体的宏观定义

讨论了理想气体的热力学方面的定义,说明：玻意耳定律,理论气体温标和焦耳定律是从宏观上界定理想气体的基本上属性和特征的三个必不可少的实验定律。     

邮票上的物理学史——气体动理论和统计力学的建立

气体动理论是热学的一种微观理论 ,用分子的运动来解释物质的宏观性质 .它的基本概念有两个 :一是物质由大量分子和原子组成 ;二是热现象是这些分子无规运动的一种表现形式 .首先看气体的状态方程 .状态方程是描写气体状态的宏观参数 ｐ、Ｖ、Ｔ所满足的方程 ,它本身是一项宏观性质 .但是任何微观理论都应当能够导出状态方程 ,而且真实气体的状态方程即范德瓦尔斯方程的确是由气体动理论导出的 .英国化学家玻意耳于 1 662年 (他的邮票见本专栏“真空和大气压”一节 )由实验发现 ,对于一定量的气体 ,在恒定温度下 ,其体积与压力成反比 ,即 ｐ…     

卢瑟福（Rutherford，Lord，1871-1937）英国物理学家（Physicist，England）

卢瑟福因对衰变的研究成果获1908年诺贝尔化学奖。在19世纪末，许多科学家认为物理学不会再有什么新进展了，然而不到3年，卢瑟福成功地开拓出一个全新的分支——放射物理学。他发现钍及其化合物衰变成一种气体，接着再衰变为一种未知的“放射性物质”。1902年，他提出放射现象乃是一种放射性元素原子自发地衰变为另一种放射性元素原子的过程。他连续作出过重要发明，例如他在1903年说明α射线可被电磁场偏转；     

玻意耳定律的D I S实验

从实验和理论两个方面进行验证和分析玻意耳定律的 D I S实验中气体压强与体积的关系, 并对实验 提出改进建议和拓展     

库珀（Cooper，Leon Neil，1930-）美国物理学家（Physicist，America）

库珀于1954年在哥伦比亚大学获得博士学位，1958年起受聘在布朗大学工作。巴丁同他和施里弗一起提出了一种超导理论（BCS理论，以他们3人姓氏的第一字母命名），它已为人们所接受。在这种理论中，电子会成对地运动。这种成对的电子被称为“库珀电子对”，以作为对他的褒奖。他们三人共同获得了1972年的诺贝尔物理学奖。     

哈里顿（Haryton，U B，1904-1996）俄国物理学家（Physicist，Russia）

哈里顿是前苏联发展原子弹的第二把手。他于1925年毕业于列宁格勒多科工业大学。1926-1928年，他被前苏联政府选派到卡文迪许实验室，在卢瑟福指导下工作，并获博士学位。他是卢瑟福的学生中去世最晚的。1931年他在化学物理研究所工作，研究金属蒸气的凝结和离心法分离气体的理论。1939年他和泽尔多维奇对铀的链式裂变反应进行了计算，他们发表于1939-1941年的一系列论文为后来苏联发展原子武器打下了基础。     

达朗贝尔（D’Alembert，Jeanle Rond，1717—1783）法国数学家（Mathematician，France）

达朗贝尔小时被遗弃在教堂中，他的名字就是从这儿来的。他被一对玻璃工人夫妇领去养大。他是个贵族的私生子。后来，他的才能表现出来了，生母试图认他，但他拒绝。他说：“玻璃工人的妻子是我的母亲。”1735年他由马扎林学院毕业，1741年进入科学院。他研究引力理论，特别是分点岁差理论，帮助过拉格朗日及拉普拉斯。他还参与狄德罗的大百科全书的筹备工作，为它写了序言，尽管这个工作具有“反体制性”，他还是从路易十五那里领到一份年金。     

用DIS系统验证玻意耳定律实验的误差分析

在验证玻意耳定律实验时,采用压力传感器采集数据,虽然测量的精度提高了,但实验数据拟合直线不经过原点. 分析误差产生的原因,认为该情况是由于传感器管道中留有的少量气体引起的,并对实验数据进行了修正,修正后的拟合直线通过原点,较好地验证了玻意耳定律.     

普里斯特利（Priestley，Joseph，1733-1804）英国化学家（Chemist，England）

普里斯特利1765年获爱丁堡大学法学博士学位。他的职业是牧师，化学只是他的业余爱好。1766年当选为英国皇家学会会员。1782年当选为巴黎皇家科学院的外国院士。他的重大贡献是发现氧和其他气体。1774年他利用一个大凸透镜，把阳光聚焦起来，加热氧化汞，用排水集气法收集产生的气体，并研究了这种气体的性质。他发现蜡烛在这种气体中以极强的火焰燃烧；老鼠在瓶中存活时间为相同容积的普通空气的两倍。     

从气体吸附率看范德瓦耳斯气体模型的局限性

利用占据数方法和正则系综理论分别求出了费米气体、玻色气体和范德瓦耳斯气体的化学势,比较了这三种气体与理想气体吸附率的差异.指出:费米气体的吸附率高于理想气体,玻色气体则低于理想气体.存在一个临界温度,高于此温度,用范德瓦耳斯气体描述费米气体不如理想气体模型;低于此温度,用范德瓦耳斯气体描述玻色气体不如理想气体模型.