
【化】 Loschmidt constant
洛施密特常量(Loschmidt constant)是物理學與化學領域的重要參數,定義為标準溫度壓力(STP,即0°C、1 atm)下單位體積理想氣體所含的分子數。其英文術語“Loschmidt constant”源自奧地利科學家約瑟夫·洛施密特(Joseph Loschmidt),他在1865年首次通過氣體動力學理論計算了該數值。
數值與公式
當前國際推薦值為:
$$ n_0 = 2.686780111 times 10^{25} , text{m}^{-3} $$
該公式表明,每立方米理想氣體在标準條件下包含約$2.6868 times 10^{25}$個分子。此數值通過阿伏伽德羅常數$N_A$與理想氣體定律關聯,滿足$n_0 = frac{p_0 N_A}{R T_0}$,其中$p_0$為标準壓力,$T_0$為273.15 K。
應用領域
學術争議與進展
近年研究表明,實際氣體在極端條件下的分子密度偏離洛施密特常量理論值,這推動了修正模型的提出(如量子氣體效應修正)。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定期更新該常量的推薦值,最新數據可通過權威數據庫查詢。
洛施密特常量(Loschmidt constant)是物理學中描述理想氣體在标準狀況(溫度為0°C,壓強為1标準大氣壓)下單位體積内分子數的重要物理量。以下是詳細解釋:
分子數量級直觀化
例如,人一次呼吸約吸入 (4 times 10^{-4} , text{m}) 氣體,對應分子數約為 (10^{22}) 個,而地球大氣總分子數約為 (10^{44}) 個。這種對比展示了微觀世界與宏觀世界的巨大差異。
估算分子間平均距離
通過 (n_0) 可計算分子平均間距:
$$
L approx left( frac{1}{n_0} right)^{1/3} approx 3.3 times 10^{-9} , text{m}
$$
該結果與分子直徑(如氮分子半徑約 (10^{-10} , text{m}))相比,說明氣體分子間存在大量空隙。
關聯阿伏伽德羅常量
洛施密特常量與阿伏伽德羅常量 (N_A) 的關系為:
$$
n_0 = frac{N_A cdot p_0}{R cdot T_0}
$$
其中 (R) 為理想氣體常數。這種關系使通過宏觀測量估算原子/分子尺寸成為可能。
洛施密特常量以奧地利物理學家約瑟夫·洛施密特(Joseph Loschmidt)命名,他在1865年首次通過實驗估算了氣體分子的大小和數量,為分子動理論奠定了基礎。
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