题目
实际气体的压缩因子 Z 的定义为 ( )A. Z = pV/nRT B. Z = nRT/pV C. Z = pV/RT D. Z = RT/pV
实际气体的压缩因子 $ Z $ 的定义为 ( )
A. $ Z = pV/nRT $
B. $ Z = nRT/pV $
C. $ Z = pV/RT $
D. $ Z = RT/pV $
题目解答
答案
A. $ Z = pV/nRT $
解析
压缩因子是描述实际气体偏离理想气体行为的重要参数。其核心定义基于理想气体状态方程$PV = nRT$,通过引入修正因子$Z$,将实际气体的状态方程表示为$PV = ZnRT$。因此,压缩因子的定义式应为$Z = \frac{PV}{nRT}$。解题时需注意:
- 分子为压强$p$与体积$V$的乘积;
- 分母为物质的量$n$、气体常数$R$与温度$T$的乘积;
- 单位需无量纲(分子与分母均为能量单位)。
选项分析
选项A:$Z = \frac{pV}{nRT}$
- 符合定义:直接由理想气体状态方程变形得出,分子为$pV$,分母为$nRT$,单位无量纲。
- 正确性:正确。
选项B:$Z = \frac{nRT}{pV}$
- 错误原因:分子分母颠倒,导致$Z$为理想气体状态方程的倒数,与定义矛盾。
选项C:$Z = \frac{pV}{RT}$
- 错误原因:遗漏物质的量$n$,单位为$\frac{\text{能量}}{\text{能量/物质的量}} = \text{物质的量}$,与无量纲矛盾。
选项D:$Z = \frac{RT}{pV}$
- 错误原因:分子分母颠倒且遗漏$n$,单位为$\frac{\text{能量/物质的量}}{\text{能量}} = \text{物质的量}^{-1}$,不符合要求。