高压氧是患者在密闭的压力容器内加压（超过101.3kPa即一个大气压）吸氧治疗某些疾病。为掌握高压舱的原理、结构、设备、技术；了解高压氧对机体的生理、病理作用；了解高压氧的副作用及防治方法，必须了解气体的物理特性。因此，首先介绍有关的气体物理学的基础理论。
气体的基本特性 一、分子的热运动
一切物质都是由分子组成的。物质中的分子在不断地运动。固体和液体物质由于分子间距小，它的分子只能在一个平衡位置上做微小的振动。气体的分子间距大，其分子在不断地做无规律的运动。分子的振动和运动的速度与温度有关，温度越高，分子运动速度越快；同时，分子的剧烈振动和运动也会产生热能。所以，把这种现象称为分子的热运动。
气体分子在运动中，不断地相互撞击，不断地撞击容器四壁。常压下每6.452cm的容器壁面积上，每秒钟可受到 2×10个气体（容器内的气体）分子的撞击。气体分子对容器的撞击，必然对容器壁产生一定撞击力，称为压力。单个气体分子的撞击力极微，但大量气体分子同时撞击，就会产生可观的压力。可见分子运动的速度决定气体的温度，分子对容器壁的撞击力决定气体的压力。
由于气体分子间距离大，在压力增加时分子间的距离可以缩小，气体的容积变小。故而，气体的容积与压力呈反比关系。 二、分子力
物质中分子和分子之间存在相互作用的吸力和斥力，称分子力。分子力随分子间距离的变化而改变。图2—1纵坐标的正向表示斥力；负向表示吸力。横坐标表示分子间距离。从图2－1中可看出当两个分子间距离为X时，分子间斥力和吸力相等。当两分子间距离小于X 以后，
0
0
2
24
分子间出现斥力，且随分子间距离的缩短而加大。当分子间距离大于X后，分子力表现为吸力，
0
而且随分子距离加大而减小，且很快趋于零。气体分子间的距离一般情况下相当大，因此气体的分子间的吸力很微小，可以忽略不计。
图2-1 分子与分子间距离的关系
三、物质的基本形态
大自然中的物质由于其分子间距离不同，可以分为固体、液体、气体三种基本形态。 （－）固体 分子之间距离最小，其分子热运动是在平衡位置附近振动，因此固体物质能保持一定的形状和体积。固态物质可分为晶体和非晶体二大类。晶体的分子排列有规律，非晶体的分子排列无规律。
（二）液体 在温度不太高时液体的分子间距与晶体差不多，分子力相当大，使分子间凝集，所以液体可以保持一定体积和自由表面。液体分子热运动的主要方式是在一个临时平衡位置附近做微小振动，并且可很快从一个平衡位置转移到另一个平衡位置上。所以，液体具有流动性及扩散性，能保持一定容积，不能保持一定形状。此外，在液体的自由表面上，液体的分子不断地在蒸发。
（三）气体 气体分子之间平均距离最大，比其分子直径还大，因此，气体分子间的作用力（除互相撞碰的瞬间外）很小，以致气体的分子可以在不断地无规律的运动，也可以理解为气体分子可以自由地在空间飞行，并不断地互相碰撞或撞击容器壁。故气体既无一定形状，也没有固定的体积。将一定量气体置于任何容器内（不论容器大小）该气体就可均匀地分布在它所处的容器内。气体无容器约束将会逸到整个空间。地球周围的空气如没有地球的吸引力，空气分子即将弥散到整个宇宙。 四、气体的物理量
衡量气体的物理性质常使用：质量、体积、压力、温度。
（一）质量（M） 即气体的重量，以毫克（mg）、克（g）、千克（kg）、吨（t）来表示。
（二）压力（Pa） 气体分子运动时对容器壁的撞击时产生的力称压力。对容器单位面积（cm）所产生的压力叫压强。压强的单位习惯上使用毫米汞柱（mmHg）／平方厘米（cm），国际通用（法定计量）帕（Pa）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）。经换算1mmHg=133.3Pa=0.1333kPa， 1MPa=1000kPa=1000000Pao 1ATA＝0.1MPao
（三）温度 气体温度是气体分子热运动产生的。气体温度的单位常用摄氏（℃）表示，水结冰的温度为0℃。物理学上常使用绝对温度，用“K”表示。绝对温度以—273℃作为零度。摄氏和绝对温度的关系是T=t＋273。比如某气体温度为37℃，以绝对温度表示为 37℃＋273℃= 310°K。
（四）体积 是指气体所处的容器之容积。常以立方毫米（mm）、立方厘米（cm）、立方米（m）表示。
3
3
3
2
2
（五）气体的压强 作用在单位面积上的力称压强，习惯用 mmHg／cm、或 Kg／cm
2
2
2
2
22
表示，国际通用Pa／cm。大气压强为760mmHg／cm、1kg／cm、 0.1Mpa／cm，称为一个大气压力（ATA）。压强是用来测量、计算气体压力的物理量。如果用压力表测量高压舱的压力，未加压时舱内为一个大气压力（1ATA、0.1MPa／cm、760mmHg／cm），但压力表指针指在“0”位置。若给高压舱增加一个大气压力，表的指针在1kg／cm、1ATA、0.1MPa／cm、760mmHg／cm。我们
2
2
2
2
2
把表针指示的压力（1ATA）称表压、附加压、相对压力。而实际上此时舱内的压强应该是1个大气压力加上附加压（表压）1个大气压为2个大气压，称绝对压力。
了解上述压力、压强的换算关系，即可将既往习惯计量换算为法定计量单位。
压力
1.压力及各种压力单位的换算关系 2.绝对压力、表压力和真空度 …压力及各种压力单位的换算关系
压力是单位面积上所承受的垂直作用力（物理上称为压强）。其物理本质可据气体分子运动理论理解：装在容器中的大量分子，总是处于永远不停的热运动之中，它们除了相互碰撞之外，还不断地和容器壁碰撞。大量分子碰撞容器壁的总结果，形成了气体对容器壁的压力。 压力的单位为帕（斯卡），单位符号为Pa，1 Pa=1 N/m2，工程上因Pa作为单位太小，常用kPa（千帕）、 MPa（兆帕），1kPa=1000Pa、1MPa=1×106 Pa。 以前在工程上使用的压力单位还有的换算关系见表（1-1）。
（巴）和
（标准大气压）等。它们与Pa(帕)
表1-1各种压力单位与帕的换算关系
单位名称 巴 标准大气压 毫米水柱 毫米汞柱 工程大气压 单位代号 与帕的换算关系 1bar=105 Pa 或 0.1MPa 1atm=101325Pa=1.01325bar 1 1=9.80665Pa =133.3224Pa =98066.5Pa 返回
1 …绝对压力、表压力和真空度
工程上测量压力一般常采用弹簧管式压力表，当压力不高时也可用U型管压力计来测定。目前愈来愈多的采用电子技术的测压设备已进入工程领域。无论什么压力计，因为测压元件本身都处在当地大气压力的作用下，因此测得的压力值都是工质的真实压力与当地大气压力间的差。见图1-1所示。
图1-1表压力、真空度概念示意图
工质的真实压力称为“绝对压力”，以 表示。当地大气压力以
表示：
表示，绝对压力大于当
地大气压力时，压力表指示的压力值称为表压力，用
（1-5）
当绝对压力低于当地大气压力时，用真空表测得的数值，即绝对压力低于当地大气压力的数值，称“真空度”，用
表示：
（1-6）
当地大气压力的值可用气压计测定，其数值随所在地的纬度、高度和气候等条件而有所不同。
绝对压力、表压力、真空度和当地大气压力的关系可归纳为图1-2所示。
图1-2 绝对压力、表压力、真空度和当地大气压力的关系
☆
表压力和真空度都是测压仪表反映的数据，热工计算中气体的压力应是其真实压力，所以热工计算中的压力是绝对压力。
在热工计算中压力应使用绝对压力还是表压力或真空度？ ☆ 不，当地大气压是指测压仪表所在环境的压力，如果仪表设置在大气环境中当地大气压即是大气压；如果仪表在某个密封的小室内，则当地大气压为该小室压力。 当地大气压就是系统所在地的大气压力？ ☆
不能肯定，因测压的仪表测量的是气体真实压力与当地大气压力的差值，所以，即使绝对压力不变，随着当地大气压的改变，表压力和真空度也要发生变化，表示工质状态参数的压力，只能用绝对压力。因此，仅凭表压力下降不能断定钢瓶在运输过程中发生泄漏，还应考虑压力表读数下降值与当地大气压变化值的关系。
在某地测得密封绝热的钢瓶中气体压力为
=0.1MPa，运送到海拔相去甚远的另一地后发现测压表上的读
数下降，能否就此判定钢瓶在运输过程中发生泄漏？
长 度 换 算
1千米（km）=0.621英里（mile） 1米（m）=3.281英尺（ft）=1.094码（yd） 1厘米（cm）=0.394英寸（in） 1英里（mile） =1.609千米（km） 1英寸（fm）=1.829（m） 1英寸（in）=2.54厘米（cm）
1海里（n mile）=1.852千米（km） 1码（yd）=3英尺（ft） 1杆（rad）=16.5英尺（ft） 1英里（mile）=5280英尺（ft） 1海里（n mile）=1.1516英里（mile） 1英尺（ft）=12英寸（in） 面 积 换 算
1平方公里（km2）=100公顷（ha）=247.1英亩（acre）=0.386平方英里（mile2） 1平方米（m2）=10.764平方英尺（ft2）
1公顷（ha）=10000平方米（m2）=2.471英亩（acre） 1平方英寸（in2）=6.452平方厘米（cm2）
1英亩（acre）=0.4047公顷（ha）=4.047×10-3平方公里（km2） =4047平方米（m2）
1平方英尺（ft2）=0.093平方米(m2) 1平方码（yd2）=0.8361平方米（m2） 1平方米（m2）=10.764平方英尺（ft2） 1平方英里（mile2）=2.590平方公里（km2） 体 积 换 算
1美吉耳（gi）=0.118升（1） 1美品脱（pt）=0.473升（1） 1美夸脱（qt）=0.946升（1） 1美加仑（gal）=3.785升（1） 1桶（bbl）=0.159立方米（m3）=42美加仑（gal） 1英亩·英尺＝1234立方米（m3）
1立方英寸（in3）=16.3871立方厘米（cm3） 10亿立方英尺（bcf）=2831.7万立方米（m3） 1万亿立方英尺（tcf）=283.17亿立方米（m3） 1百万立方英尺（MMcf）＝2.8317万立方米（m3）
1千立方英尺（mcf）=28.317立方米（m3） 1英加仑（gal）=4.546升（1） 1立方英尺（ft3）=0.0283立方米（m3）=28.317升（liter）
1立方米（m3）=1000升（liter）=35.315立方英尺（ft3）=6.29桶（bbl）
质 量 换 算
1长吨（long ton）=1.016吨（t） 1千克（kg）=2.205磅（lb） 1磅（lb）=0.454千克（kg）[常衡] 1盎司（oz）=28.350克(g) 1短吨（sh.ton）=0.907吨（t）=2000磅（lb）
1吨（t）=1000千克（kg）=2205磅（lb）=1.102短吨（sh.ton） =0.984长吨（long ton） 密 度 换 算
1磅/（lb/ft3）=16.02千克/米3（kg/m3） API度＝141.5/15.5℃时的比重－131.5
1磅/英加仑（lb/gal）=99.776千克/米3（kg/m3） 1波美密度（B）＝140/15.5℃时的比重－130 1磅/英寸3（lb/in3）=27679.9千克/米3（kg/m3） 1磅/美加仑（lb/gal）=119.826千克/米3（kg/m3） 1磅/（石油）桶（lb/bbl）=2.853千克/米3（kg/m3）
1千克/米3（kg/m3）=0.001克/厘米3（g/cm3）=0.0624磅/英尺3（lb/ft3） 运 动 粘 度 换 算
1斯（St）=10-4米2/秒（m2/s）=1厘米2/秒（cm2/s） 1英尺2/秒（ft2/s）=9.29030×10-2米2/秒（m2/s） 1厘斯（cSt）=10-6;米2/秒（m2/s）=1毫米2/秒（mm2/s） 动 力 粘 度 换 算
动力粘度 1泊（P）＝0.1帕·秒（Pa·s） 1厘泊（cP）=10-3帕·秒（Pa·s） 1磅力秒/英尺2（lbf·s/ft2）=47.8803帕·秒（Pa·s） 1千克力秒/米2（kgf·s、m2）=9.80665帕·秒（Pa·s） 力 换 算
1牛顿（N）＝0.225磅力（lbf）=0.102千克力（kgf） 1千克力（kgf）=9.81牛（N）
1磅力（lbf）=4.45牛顿（N） 1达因（dyn）=10-5牛顿（N） 温 度 换 算
K＝5/9（°F+459.67） K=℃+273.15 n℃=(5/9·n+32) °F n°F=[(n-32)×5/9]℃ 1°F=5/9℃（温度差） 压 力 换 算
压力 1巴（bar）=105帕（Pa） 1达因/厘米2（dyn/cm2）=0.1帕（Pa） 1托（Torr）=133.322帕（Pa） 1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa） 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa） 1工程大气压=98.0665千帕（kPa）
1千帕（kPa）=0.145磅力/英寸2（psi）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2）=0.0098大气压（atm） 1磅力/英寸2（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/厘米2（kg/cm2）=0.0689巴（bar）=0.068大气压（atm）
1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=14.696磅/英寸2（psi）=1.0333巴（bar）
1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)=0.0703千克/厘米2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068大气压(atm) 1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英寸2(psi)=1.0197千克/厘米2(kg/cm2)=0.987大气压(atm) 1大气压(atm)=0.101325兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)=1.0333千克/厘米2(kg/cm2)=1.0133巴(bar) 1兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)=10.2千克/厘米2(kg/cm2)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)
传 热 系 数 换 算
1千卡/米2·时（kcal/m2·h）=1.16279瓦/米2（w/m2） 1千卡/（米2·时·℃）〔1kcal/(m2·h·℃)〕 ＝1.16279瓦/（米2·开尔文）〔w/(m2·K)〕
1英热单位/（英尺2·时·°F）〔Btu/(ft2·h·°F)〕 =5.67826瓦/（米2·开尔文）〔（w/m2·K）〕 1米2·时·℃/千卡（m2·h·℃/kcal） =0.86000米2·开尔文/瓦（m2·K/W） 热 导 率 换 算
1千卡（米·时·℃）〔kcal/(m·h·℃)〕 ＝1.16279瓦/（米·开尔文）〔W/(m·K)〕 1英热单位/（英尺·时·°F）〔But/(ft·h·°F) ＝1.7303瓦/（米·开尔文）〔W/(m·K)〕 比 容 热 换 算
1千卡/（千克·℃）〔kcal/(kg·℃)〕 ＝1英热单位/（磅·°F）〔Btu/(lb·°F)〕
＝4186.8焦耳/（千克·开尔文）〔J/（kg·K）〕 热 功 换 算
1卡（cal）=4.1868焦耳（J） 1大卡=4186.75焦耳（J） 1千克力米（kgf·m）=9.80665焦耳（J） 1英热单位（Btu）＝1055.06焦耳（J） 1千瓦小时（kW·h）=3.6×106焦耳（J） 1英尺磅力（ft·lbf）=1.35582焦耳（J） 1米制马力小时（hp·h）=2.64779×106焦耳（J） 1英马力小时（UKHp·h）=2.68452×106焦耳 1焦耳＝0.10204千克·米 ＝2.778×10－7千瓦·小时 ＝3.777×10－7公制马力小时 ＝3.723×10－7英制马力小时
＝2.389×10－4千卡 ＝9.48×10－4英热单位 功 率 换 算
1英热单位/时（Btu/h）=0.293071瓦（W） 1千克力·米/秒（kgf·m/s）=9.80665瓦（w）
1卡/秒（cal/s）＝4.1868瓦（W） 1米制马力（hp）=735.499瓦（W） 速 度 换 算
1英里/时（mile/h）=0.44704米/秒（m/s） 1英尺/秒（ft/s）=0.3048米/秒（m/s） 渗 透 率 换 算
1达西＝1000毫达西 1平方厘米（cm2）＝9.81×107达西 地 温 梯 度 换 算
1°F/100英尺＝1.8℃/100米（℃/m）
1℃/公里＝2.9°F/英里（°F/mile）=0.055°F/100英尺（°F/ft） 油 气 产 量 换 算
1桶（bbl）=0.14吨（t）（原油，全球平均） 1万亿立方英尺/日（tcf/d） =283.2亿立方米/日（m3/d） =10.336万亿立方米/年（m3/a） 10亿立方英尺/日（bcf/d） =0.2832亿立方米/日（m3/d） =103.36亿立方米/年（m3/a） 1百万立方英尺/日（MMcf/d） =2.832万立方米/日（m3/d） =1033.55万立方米/年（m3/a） 1千立方英尺/日（Mcf/d） =28.32立方米/日（m3/d） =1.0336万立米/年（m3/a）
1桶/日（bpd）=50吨/年（t/a）（原油，全球平均） 1吨（t）=7.3桶（bbl）(原油，全球平均) 气 油 比 换 算
1立方英尺/桶（cuft/bbl）=0.2067立方米/吨（m3/t） 热 值 换 算
1桶原油＝5.8×106英热单位（Btu）
1吨煤=2.406×107英热单位（Btu） 1立方米湿气＝3.909×104英热单位（Btu） 1千瓦小时水电＝1.0235×104英热（Btu）
1立方米干气＝3.577×104英热单位（Btu） （以上为1990年美国平均热值）
（资料来源：美国国家标准局） 热 当 量 换 算
1桶原油＝5800立方英尺天然气（按平均热值计算） 1立方米天然气＝1.3300千克标准煤 1千克原油＝1.4286千克标准煤
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容