人們在實際生產(chǎn)生活中對氣體有了更加定量的認(rèn)識，并且總結(jié)出了三大定律，天我們就著重來看一下這三大定律。
首先，我們來明確幾個概念。
所謂的氣體參量是指一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不太低、壓強不太大的情況下，氣體的壓強p、體積V、絕對溫度T，是可以變化的量，這些可以變化的量，我們稱之為氣體參量。
所謂的分子密度是指如果氣體的分子數(shù)為N，體積為V，那么它的分子密度n=N/V，就是單位體積的分子數(shù)。顯然n越大，分子越密。
溫度是分子平均動能的標(biāo)志，平均動能越大，分子的平均速率的平方（v2）越大。所以，溫度T越高，分子的平均速率的平方（v2）越大。
壓強p決定于兩個因素：一個因素是分子密度n，分子越密則碰撞的合力越大。另一個因素是分子的平均速率的平方（v2），它越大則碰撞越劇烈。n（v2）越大，壓強p越大。
第一個定律，玻義耳定律（?！R定律）即當(dāng)n，T一定時，V，p成反比，即V∝（1/p），當(dāng)T不變，（v2）不變。體積V增大導(dǎo)致n減少，則n（v2）變小，所以壓強p變小，這就合理地解釋了玻馬定律成立的本質(zhì)。
第二個定律，蓋-呂薩克定律，即當(dāng)p，n一定時，V，T成正比，即V∝T，當(dāng)V不變，n不變。絕對溫度T增大導(dǎo)致（v2）增大，則n（v2）增大，所以壓強p變大，這就合理地解釋了查理定律成立的本質(zhì)。
第三個定律，查理定律，即當(dāng)n，V一定時，T，p成正比，即p∝T。當(dāng)p不變，n（v2）不變。絕對溫度T增大導(dǎo)致（v2）增大，n（vv）不變則n變小，所以體積V變大，這就合理地解釋了呂薩克定律成立的本質(zhì)。
在上述三個定律的基礎(chǔ)上，人們總結(jié)出了理想氣體狀態(tài)方程，其方程為pV=nRT。這個方程有4個變量：p是指理想氣體的壓強，V為理想氣體的體積，n表示氣體物質(zhì)的量，而T則表示理想氣體的熱力學(xué)溫度；還有一個常量：R為理想氣體常數(shù)?？梢钥闯?，此方程的變量很多。
最后我們再補充一下氣體壓強的一個近似的定義。
我一個密閉容器中有理想氣體，我們把氣體分子想象成大小一樣、速率一樣的小鋼球。這些小鋼球垂直撞到容器壁上，以原速率反彈，從而集體對容器壁施加了沖撞力。
我們先考慮一個小鋼球施加的沖撞力：原速率反彈的動量變化就是Δmv=－2mv。只考慮力的大小，絕對值就是Δmv=2mv。負(fù)號表示小鋼球受到容器壁的作用力的方向，與小鋼球的初速度方向相反。
根據(jù)動量定理，這個力的沖量ft=Δmv，所以這個力的大小就是f=2mv/t。
流體力學(xué)中有一個常用模型，垂直于容器壁作一個圓柱體，它的橫截面積S，長L，在時間t內(nèi)，圓柱體中的速率為v的小鋼球全部撞到容器壁上，所以L=vt，這就決定了圓柱體的長度。
如果小鋼球的分子密度就是n，分子數(shù)就是N=nV，而圓柱體的體積V=SL，所以這個圓柱體內(nèi)的小鋼球集體對容器壁的沖撞力就是F=Nf=N2mv/t。
壓強p=F/S=N2mv/St=nV2mv/St=n SL 2mv/St=2m(nv2)，即壓強p跟n（v2）成正比。
我們再次強調(diào)，這個壓強只是一個近似的理解，也是讓大家對一種物理建模思想的一種更深的理解。對我們在研究電流強度的時候，也有過類似的建模，包括在研究電磁感應(yīng)的時候，也有類似的建模，包括流體動量的應(yīng)用。這種模型的建立，大家一定要有一個認(rèn)識理解，并且能熟練應(yīng)用。
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