
【化】 Loschmidt constant
洛施密特常量(Loschmidt constant)是物理学与化学领域的重要参数,定义为标准温度压力(STP,即0°C、1 atm)下单位体积理想气体所含的分子数。其英文术语“Loschmidt constant”源自奥地利科学家约瑟夫·洛施密特(Joseph Loschmidt),他在1865年首次通过气体动力学理论计算了该数值。
数值与公式
当前国际推荐值为:
$$ n_0 = 2.686780111 times 10^{25} , text{m}^{-3} $$
该公式表明,每立方米理想气体在标准条件下包含约$2.6868 times 10^{25}$个分子。此数值通过阿伏伽德罗常数$N_A$与理想气体定律关联,满足$n_0 = frac{p_0 N_A}{R T_0}$,其中$p_0$为标准压力,$T_0$为273.15 K。
应用领域
学术争议与进展
近年研究表明,实际气体在极端条件下的分子密度偏离洛施密特常量理论值,这推动了修正模型的提出(如量子气体效应修正)。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定期更新该常量的推荐值,最新数据可通过权威数据库查询。
洛施密特常量(Loschmidt constant)是物理学中描述理想气体在标准状况(温度为0°C,压强为1标准大气压)下单位体积内分子数的重要物理量。以下是详细解释:
分子数量级直观化
例如,人一次呼吸约吸入 (4 times 10^{-4} , text{m}) 气体,对应分子数约为 (10^{22}) 个,而地球大气总分子数约为 (10^{44}) 个。这种对比展示了微观世界与宏观世界的巨大差异。
估算分子间平均距离
通过 (n_0) 可计算分子平均间距:
$$
L approx left( frac{1}{n_0} right)^{1/3} approx 3.3 times 10^{-9} , text{m}
$$
该结果与分子直径(如氮分子半径约 (10^{-10} , text{m}))相比,说明气体分子间存在大量空隙。
关联阿伏伽德罗常量
洛施密特常量与阿伏伽德罗常量 (N_A) 的关系为:
$$
n_0 = frac{N_A cdot p_0}{R cdot T_0}
$$
其中 (R) 为理想气体常数。这种关系使通过宏观测量估算原子/分子尺寸成为可能。
洛施密特常量以奥地利物理学家约瑟夫·洛施密特(Joseph Loschmidt)命名,他在1865年首次通过实验估算了气体分子的大小和数量,为分子动理论奠定了基础。
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