《理想气体的状态方程》课件1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第八章：气体,第,3,节 理想气体,的状态方程,【,问题,1】,三大气体实验定律内容？,1,、玻意耳定律：,pV,=,C,1,2,、查理定律：,3,、盖,-,吕萨克定律：,【,问题,2】,这些定律的适用范围是什么？,一定质量气体,温度不太低,压强不太大时,【,问题,3】,如果一定质量的某种气体的三个状态参量（,p,、,V,、,T,）都发生了变化，它们之间又遵从什么规,律呢？,一、理想气体,有这样一种气体，它在,任何温度,和,任何压强,下都,能严格地遵从,气体实验定律,这样的气体叫做,“理想气体”。,这是一种理想模型！,是实际气体的一种近似。,*,理想气体,严格遵循,三个实验定律。,*实际气体,只在压强不太大、温度不太低时,与实验定律比较符合。,一、理想气体,1,、理想气体是不存在的，是一种,理想模型,。,2,、,在,T,不太低，,p,不太大时实际气体,都可看成是理想气体。,4,、从能量上说：,理想气体的微观本质是,忽略了分子力,，,没有分子势能,，理想气体的内能只有分子动能。,3,、从微观上说：,分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力。,*,常温常压下，大多数实际气体，尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体。,*,在温度不低于负几十摄氏度，压强不超过大气压的几倍时，很多气体都可当成理想气体来处理。,理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关,.,具有那些特点呢？,思考与讨论,如图所示，一定质量的某种理想气体从,A,到,B,经历了一个,等温过程,，从,B,到,C,经历了一个,等容过程,。分别用,p,A,、,V,A,、,T,A,和,p,B,、,V,B,、,T,B,以及,p,C,、,V,C,、,T,C,表示气体在,A,、,B,、,C,三个状态的状态参量，那么,A,、,C,状态的状态参量间有何关系呢？,0,p,V,A,B,C,0,p,V,A,B,C,推导过程：,从,A,B,为等温变化,p,A,V,A,=p,B,V,B,从,B,C,为等容变化,由查理定律有：T,A,=,T,B,、,V,B,=V,C,由玻意耳定律有：,思考与讨论,1,、内容：,一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管,p,、,V,、,T,都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。,2,、公式：,或,3,、适用条件,:,一定质量,的某种,理想气体,。,注：,恒量,C,由理想气体的,质量,和,种类,决定，即由理想气体的,物质的量,决定。,二、理想气体的状态方程,例题,:,一水银气压计中混进了空气，因而在,27,，外界大气压为,758mmHg,时，这个水银气压计的读数为,738mmHg,，此时管中水银面距管顶,80mm,，当温度降至,-3,时，这个气压计的读数为,743mmHg,，求此时的实际大气压值为多少,mmHg,？,解：,以混进水银气压计的空气为研究对象,初状态,p,1,=20mmHg,末状态,p,2,=p-743mmHg,V,2,=75Smm,3,T,2,=270K,V,1,=80Smm,3,T,1,=300 K,解：,以混进水银气压计的空气为研究对象,初状态,p,1,=20mmHg,末状态,p,2,=p-743mmHg,V,2,=75Smm,3,T,2,=270K,V,1,=80Smm,3,T,1,=300 K,解得：,p,=762.2 mmHg,根据理想气体状态方程：,代入数据有：,二、理想气体的状态方程,思考总结,应用理想气体状态方程解题的步骤,:,（,1,）确定,研究对象,（,2,）画出两个状态的,示意图,（,3,）分别写出,两个状态的状态参量,（,4,）,列,出理想气体状态,方程,（,5,）将数据代入解出,结果,例题,:,如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的,U,形玻璃管，当,t,1,=31,时，大气压强,p,0,=76cmHg,时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长,L,1,=8cm,，则：,（,1,）当温度,t,2,等于多少时，左管气柱,L,2,为,9cm,?,（,2,）当温度达到上问中的温度,t,2,时，为使左管气柱长,L,为,8cm,，应在右管中加入多长的水银柱？,p,1,=76cmHg,V,1,8Scm,3,T,1,=304 K,p,2,=78cmHg,V,2,=9Scm,3,T,2,=,？,解：（,1,）,以封闭在,U,型管中的气体为研究对象,初状态,末状态,2cm,p,1,=76cmHg,V,1,=8Scm,3,T,1,=304 K,p,2,=78cmHg,V,2,=9Scm,3,T,2,=,？,解：（,1,）,以封闭在,U,型管中的气体为研究对象,初状态,末状态,2cm,解得：,T,2,=351K,根据理想气体状态方程：,代入数据有：,例题,:,如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的,U,形玻璃管，当,t,1,=31,时，大气压强,p,0,=76cmHg,时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长,L,1,=8cm,，则：,（,1,）当温度,t,2,等于多少时，左管气柱,L,2,为,9cm,?,（,2,）当温度达到上问中的温度,t,2,时，为使左管气柱长,L,为,8cm,，应在右管中加入多长的水银柱？,p,3,=,？,V,3,=8Scm,3,T,3,=351 K,解：（,2,）,以封闭在,U,型管中的气体为研究对象,初状态,末状态,p,2,=78cmHg,V,2,=9Scm,3,T,2,=351K,2cm,p,3,=,？,V,3,=8Scm,3,T,3,=351 K,解：（,2,）,以封闭在,U,型管中的气体为研究对象,初状态,末状态,p,2,=78cmHg,V,29Scm,3,T,2,=351K,2cm,解得：,p,3,=87.75cmHg,根据玻意耳定律：,代入数据有：,例题,:,一定质量的某种理想气体由状态,A,变为状态,D,，其有关的数据如图所示。若状态,D,的压强是,10,4,pa,，状态,A,的压强是多少？,二、理想气体的状态方程,0,T/10,2,K,V/m,3,A,B,D C,p,A,=,？,V,A,=1m,3,T,A,=200 K,代入数据解得：,p,A,=1.5,10,4,pa,p,D,=10,4,pa,V,D,=3m,3,T,D,=400K,解：,以一定质量的理想气体为研究对象,A,状态：,D,状态：,根据理想气体状态方程：,有二、理想气体的状态方程,例题：,如图所示，一定质量的理想气体，由状态,A,沿直线,AB,变化到,B,，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是（）,A,、不断增大,B,、不断减小,C,、先减小后增大,D,、先增大后减小,V/L,1,2,3,1,2,3,0,p,/atm,A,B,C,D,正确,问题与练习,课本,P25,1,、对一定质量的气体来说，能否做到以下各点？,（,1,）保持压强和体积不变而改变它的温度。,（,2,）保持压强不变，同时升温并减小体积。,（,3,）保持温度不变，同时增加体积并减小压强。,（,4,）保持体积不变，同时增加压强并降低温度。,（,1,）不可能,（,2,）不可能,3,）可能,（,4,）不可能,问题与练习,课本,P25,2,、某柴油机的汽缸容积为,0.8310,3,m,3,，压缩前其中空气的温度为,47,0,C,、压强为,0.810,5,pa,。在压缩冲程中，活塞把空气压缩到原体积的,1/17,，压强增大到,40 10,5,pa,，求这时空气的温度。,941K 668,0,C,问题与练习,课本,P25,3,、在做托里拆利实验时，玻璃管内有些残留的空气，此时玻璃管竖直放置，如图所示。假如把玻璃管竖直向上提起一段距离，玻璃管下端仍在水银中，则管内空气体积如何变化？管内水银长度如何变化？管内空气压强如何变化？,方法,假设提升后,V,保持不变，分析平衡是否被破坏？若破坏新的平衡状态又如何？,若,V,不变，那么,p,也不变,而提升后,h,变大，,p,+,gh,p,0,因此管内水银柱将要下降,则封闭空气的体积,V,必然增大，压强,p,必然减小,又由于最终应该有,p,+,gh,=,p,0,，所以,h,必然增大,一、理想气体：,在,任何温度,和,任何压强,下都,能严格地遵从,气体实验定律的气体。,二、理想气体的状态方程,或,注：,恒量,C,由理想气体的,质量,和,种类,决定，即由气体的,物质的量,决定。,小结,1,、气体密度式：,理想气体状态方程,拓展,思考：,1,mol,的理想气体在标准状态下，状态方程中的常量,C,是多少？不同种类的气体常量一样吗？,或,理想气体状态方程,拓展,根据 得：,1mol,理想气体的状态方程,:,与气体种类无关,理想气体状态方程,拓展,2,、摩尔气体常量：,1,、气体密度式：,3,、克拉珀龙方程：,任意质量,的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。,对实际气体,只要温度不太低，压强不太大,就可应用克拉珀龙方程解题。,或,理想气体状态方程,拓展,理想气体状态方程,拓展,2,、摩尔气体常量：,1,、气体密度式：,3,、克拉珀龙方程：,或,