高中化学竞赛/理想气体状态方程（克拉伯龙方程）

理想气体标准状态

我们把温度 $T = 273.15 K = 0^{\circ} C$ 、压强 $p = 1 atm = 101.325 kPa$ 的状态称为理想气体标准状态（Standard Temperature and Pressure），简称标况（STP）

当气体分子之间的作用力很微弱可忽略、气体分子自身体积远小于气体体积时，我们可以将其抽象为理想气体。当温度很高、压强很低的时候，气体分子之间的距离变大，这时候气体便可被抽象为理想气体。

1662年，英国物理学家和化学家波义耳发现：在密闭容器中的定量气体，在恒温下，气体的压强和体积成反比关系。即

p V = C

。1802年，法国科学家查理发现：一定质量和压强的气体的体积与热力学温度成正比。即

\frac{V}{T} = C

（此处的

C

不同与上一处的

C

）。1811年。意大利数学和物理学家阿伏加德罗提出假设：在同温同压下，相同体积的不同气体含有相同的粒子数。综合上述三式，引入比例系数

R

便可得到：

$p V = n R T$

经测算，

R = 8.314 m^{3} \cdot Pa \cdot {mol}^{- 1} \cdot K^{- 1} = 8.314 L \cdot kPa \cdot {mol}^{- 1} \cdot K^{- 1}

。

我们令 $n = \frac{m}{M}$ ，可得 $p M = ρ R T$ 即：

M = \frac{ρ R T}{p}

我们可以通过这个公式计算气体的相对分子质量。