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气体的柢念 我不不运动论的观点，物体分于间存在者吸引1力，这将似物体分天不的 灣想对，公子网又公产生推后力，，他分子他迎為拉开。一般粮的吃你分子阿的旺路故大，且分不的m看 很小，按服万有 1力定你可知，一体分子问的作用力是很小的。 为了研究方他，我们证塔您略气你分手的的作用方。所開理想公体，就是分子向设有相互作用力的气 体。 由于理想气体分于问没有作用力，二T体分子可以自曲运动，遊成气体没有一定的，状，体积在没有州 力的情况下，具有无限扩妝的性质。 因为气休分子同的距高很大，一气体在外力作用下具有易东縮性的特点。自然界的气休业然非究全應义 上理想气休，但我们把亡看作理想气体来研究，按理想一休理论推号出的有关二体定徘进行计鲜，所科的 結论误鉴很小。故我们在有兴气体定徘的计领中，都把文际的气体不做足理想“体。这样处理可大大简化 研究过程。 二、 气体的状态参量 对于一定质的一休，我们常用气体的体积（w、乐强(D)和温度(T)米描述其状态，这三个量称为气质 的状态参量。 由于气体可以自由移动，所以具有充满整个容器的性质。因此气体的体积由容器的容积来决定。气佛 体积的法定单位为立方米(m、立方厘米(cm?）和升（心)等。 温度是用来表示物体冷热程度的物理量。我们常用的温度是投氏温度。在气体定律的计算时不能尋後 用摄氏温度，而应使用热力学温度《或叫 温度)。其单位是开尔文，简称开(K)。 温度(T)和摄氏温度()之间的关系为 T= t+273 从上式可看出，t--273°C时， 温度T=OK。我们把这时的温度叫 零度。 压强在气体定律的计算中用的是 压强。相对压强不能直接代入气体定律公式中计算。三、理想气体的气态方程 对于一定质量的气体，如果三个状态参量P、V和工都不改变，我们说气体处于某一状态。如果这三 个量或任意二个量同时变化，我们说气体的状态改变了。 实验证明：一定质量的理想气体，它的压强和体积的乘积与 温度的比，在状态变化时始终保持不 变，即：-征量 政一“-号兴 (2-6) 我们把 2-6 式称为理想气体的气态方程。 式中P、V、工分别为 种状态的压强、体积和 温度；P2、V．工,分别为第二种状态的压强， 体积和 温度。 气态方程描述了气体压强、体积和 遏度之间的变化规律 对于一定质量的气体，如果压强、体积和 温度三个量中一个量保持不变，那么根据2-6 式可以分 别得出，其余两个量之间的关系。 （一）波义耳一马咯特定律 气体状态交化时，温度保特不变的过程叫做等温过程。根据 2-6 式，当工=巧,时 P V=P,V,=恒量 (2-7) 即： 一定质量的气体，在温度保持不变时，气体的压强与体积成反比 这个规律是 17 世纪，由英国科学家波义耳和法国科学家马路特分别发现的。我们把2-8 式称为波义耳 -马略特定律， （二）萱?吕萨克定律 气体状态变化时，压强保持不交的过程叫做等压过程。根据 2-6式，当P=P2时， -常 2=恒 (2-8) 即： 一定质量的气体，在压强保持不变时，气体的体积与 温度成正比。 这个规律由法国科学家盖 ?吕萨克早发现。我们把2-8式称为盖 ?吕萨克定律。 （三）查理定律 气体状态变化时，体积保持不变的过程叫等压过程。 根据2-6式，当 V-V时， 号-证址 (2-9) 即： 一定质量的气体，在体积保持不变时，气体的压强和 温度成正比。 这个规律由法国科学家查理首次发现。我们把2-9式称为查理定律。 例2.3 将常压下 31m°的空气（温度23C），压入容积为 8m° 真空的加压舱内，这时舱上压力表指到 0.3MPa。 问舱内空气的温度为多少？ 解：常压空气的 压强为 0.1MPa，舱内空气的压强 0.3MPa 是相对压强。在空气的压缩过程中，质 量保持不变，可运用2-6式。 己知：PI=0.1MPa VI= 31m" TI=23+273=296K P,=0.3+0.1=0.4MPa V2=8m? 求：T 根据 2-6 式Tz= Pa: V2. T, P?V -2.12号 ×296-=305.5CK) ?2= Ta-273=32.5(C) ?舱内空气温度升到 32.5°C。例2.4 自携式潜水员，下水前用压力表测得气瓶压强为 12MPa，瓶内空气为 50°C，现潜入 20m 水深 处，水温为 10°C。问潜水员到达水底时气瓶内空气的相对压强为多少？ 解：潜水员从水面到达水底的过程中，需不断呼吸，消耗瓶内压缩空气，也就是说瓶内空气的质量非 恒定，2-6 式已不适用。但如果潜水员快速到达水底，我们可以忽略瓶内空气质量的减少，即近似认为值 定，这样2-6式仍可近似使用。同时，因潜水员快速到达水底，瓶内空气的温度也不可能同步降至水温， 但为了计算方便，我们近似认为潜水员到达水底，其瓶内气温亦降至水温。 己知：p= 12+0.1=12.IPa T,=50+273=323K 12=10+273=283K VI=V 求：p2 根据29武号一号 可得：Py= 31. T2=12] ×283=10.6(MPa) ??相对压强=P2-0.1=10.5（MPa) 例2.5 自携式潜水员，在水下 20m 水深处，深呼吸吸足压缩空气，然后取下呼吸器，屏气上升出水， 问到达水面时，其肺部体积为水下 20m 时的多少倍？ 解：潜水员在 20m 水深时，其肺部承受到压强与静水压强及水面大气压强之和相等。出水后，与大气 压强相等。因是屏气出水，肺部内空气的质量保持不变。 如果我们不考虑水温和气温的差异，则可运用2-7 式计算， 己知：P,=P 0+0.1=0.01×20+0.1=0.3MPa P2=0.1MPa TI=T? 得：V PI = 0.3=3 即：V,=3V1 Pa 0.1 ?出水后肺部的体积是水下 20m 时的三倍。 从这个例题可以知道：这种屏气出水是相当危险的，肺部过度膨账会引起肺气压伤。正确的出水方法 是出水过程不断呼出肺部气体，随深度的减少，肺部内存量气体的质量不断减少，这样到达水面时，肺高 体积不会出现明显膨胩。

大气的概念 地球表面被一层厚达几千公里的空气包团者。包国地球的空气层就叫大气层。 空气是无色、无味、透明、易压缩的气体。密度为 1.2~1.3g/L. 空气可溶解于液体，人体中含有大量的水份，空气会以一定的比例溶解在人体中。 空气主要由無气、氧气、二氧化碳、灰生、水然汽及梅性气体组成。除氮气外，情性气体还包括：氨、 怎、氫、無、饭和氣，它们化学性质相当稳定，在空气中含量非常稀少。 除此之外，空气中还含有少量化 学性质活没的氢和一氧化碳等。空气中几种成份含见表 2-2。 潜水中会過到各种气体，其中主要有氧、氮、氮、然、氛、二氧化氮、一氧化碳和水然汽等八种，它 们以不同的含量存在于空气之中， 空气中几种成份含量及密度 * 2-2 气体名络 分子式 终歌面分比(%） 告度 (g/cm) Ne 78 1.25X 10-3 氧 21 1.43x 10-3 二氧化碳 Co, 0.033 1.97 × 10-3 気 He 0.000 S 1.8×10-4 在常规潜水作业时，所使用的气体，常用的是空气，空气是一种天然的潜水混合气体。在某些潜水 作业时，也可以将空气中菜些成份的气体与氧气泥合，组成特殊的混合气体。下面介绍潜水中常见的几 种气体： （一）氣气 氧气在空气中含量居第二位，但它是空气中对人类重要的气体。氧气在空气中约占体积 21%。无色、 无噢、无味，化学性质活泼，易与其它元素结合。氧不能燃烧，但能助燃。 我们在呼吸空气时，人体所必需的其实只有氧气，它是人类及其它生物款以生存的气体。 （二）氮气氮气是空气中含量多的气体，约占空气体积中 78%。氮气无色、无嗅、无味。它是所有生命的组成 部分。但它与氧气不同，不能支持生命，也不能助燃。氮气化学性质较稳定，在高压下易溶解于人体。 空 气中的氮对空气潜水来说，可视作氧气的稀释剂。当然氮气并非是可用做稀释氧气的 气体。在高压环 境下，呼吸含有高比例氮气的混合气体（比如空气）时因氮的分压过高，氮气会引发氮麻醉，使潛水员的 定向能力和判断能力减弱。 （三）氦气 氦气是无色、无味、无嗅的惰性气体，不能溶于水。氢气在空气中含量极少，在高压环境下不会对人 体产生氮麻醉。故在潜水中，经常用氢气和氧气按一定比例配制成氢氧混合气，用于深潜水作业。 氦与氮比较，虽有不会发生氮麻醉的优点，但其也有语言失真和散热性强等缺点。 （四）二氧化碳 当空气中二氧化碳含量较小时，它是一种无色、无嗅、无味的气体、但当二氧化碳含量较大时，它具 有酸味和臭味。二氧化碳比较重，常做泡沫灭火器中的灭火剂。 二氧化碳极易溶于水，是机体呼吸和燃烧 的产物。如果通风不良，人体排出的二氧化碳会在潜水员头盔或加压舱内积聚，当其浓度过高时，会发生 二氧化碳中毒， （五）水蒸汽 水蒸汽是空气中所含的水，它以气态形式出现。水蒸汽在空气中的含量与温度和湿度以及气体压强等 因素有关。水蒸汽含量过大，会使潜水面窗模糊，寒冷环境下供气软管内结冰或身体寒冷。水蒸汽含量过 低，会使呼吸道干燥难受。