气体的等容变化和等压变化、状态方程.ppt

一、气体的等容变化 1、等容变化：一定质量的气体在体积不变时压强随温度 的变化 2、查理定律 摄氏温度表述：一定质量的气体，在体积不变的 情况下，温度每升高（或降低）1，增加（或 减小）的压强是0时压强的1/273. 热力学温度表述：一定质量的气体，在体积不变 的情况下，压强跟热力学温度成正比。 3、表达式 摄氏温度：pt=p0（1+t/273）p=p0t/273 p0为0时的压强 热力学温度: 压强的变化p与摄氏温度成正比！ 4、图象等容线 p0 摄氏温度 热力学温度 5、适用条件：气体质量不变、体积不变； 适用范围：气体温度不太低、压强不太大 【比较】一定质量的 气体在不同温度下的 等容线。 V2 V1 V2TBTC B TATBTC CTATBTC DTATBTC 1/V A 【练习6】描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线 是图中的（ ）D 【练习7】如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水 银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压 强计U形管两端水银面一样高下列情况下，为使U形管两端水银 面一样高，管A的移动方向是（ ） A如果把烧瓶浸在热水中，应把A向下移 B如果把烧瓶浸在热水中，应把A向上移 C如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向下移 D如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向上移 AD 【练习8】如图所示，两端开口的U形管，右侧直管中有 一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入 一些水银，平衡后则（ ） A下部两侧水银面A、B高度差h减小 Bh增大 C右侧封闭气柱体积变小 D水银面A、B高度差h不变 D 【练习9】一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到 状态B，这一过程的VT图象如图所示，则( ) A在过程AC中，气体的压强不断变小 B在过程CB中，气体的压强不断变大 C在状态A时，气体的压强最小 D在状态B时，气体的压强最大 BCD 【练习10】如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化 到状态b，在此过程中，其压强（ ） A逐渐增大 B逐渐减小 C始终不变 D先增大后减小 A 【练习11】如图所示，这是一种气体温度计 的示意图，测温泡B内存储有一定气体，经毛 细管与水银压强计的左臂M相连，测温时， 使测温泡与待测系统做热接触上下移动压 强计的右臂M，使左臂中的水银面在不同温 度下始终固定在同一位置O处，以保持气体的 体积不变已知在标准状态下大气压强为p0， 左、右臂水银面的高度差为h0，实际测温时 ，大气压强为p1，左、右臂水银面的高度差为 h1，试用上述物理量推导所测摄氏温度t的表 达式。（压强单位都是cmHg） 一、理想气体 假设这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严 格地遵循气体实验定律，我们把这样的气体叫做“理想气 体”。 理想气体的特点: 1、气体分子是一种没有内部结构，不占有体积的刚性质 点； 2、气体分子在运动过程中，除碰撞的瞬间外，分子之间 以及分子和器壁之间都无相互作用力. 3、分子之间、分子与器壁之间的碰撞，都是弹性碰撞。 除碰撞以外，分子的运动是匀速直线运动，各个方向的运 动机会均等. 4、理想气体分子之间无相互作用的势能，理想气体的内 能只与温度和分子总数有关，与气体的体积无关！ 理想气体是不存在的： 1、在常温常压下，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. 2、在温度不太低（温度不低于负几十摄氏度），压强不 太大（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. 二、理想气体状态方程的推导 对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、 V、T来描述，且知道这三个状态参量中只有一个变而另 外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说：若 其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定 的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个 状态。 一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（p1 、V1、T1），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变 为（p2、V2、T2），这中间的变化过程可以是各种各样的. p1、V1 、T1 等温变化等容变化 pC、V2 、T1 p2、V2 、T2 三、理想气体的状态方程 1、一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温 度的比值是一个常数。 3、恒量由两个因素决定： 气体的物质的量决定 （1）理想气体的质量； （2）理想气体的种类。 不同种类的理想气体，具有相同的状态，同时具有相同的物质的 量，这个恒量就相同. 【例】一水银气压计中混进了空气，因 而在27，外界大气压为758mmHg柱时 ，这个水银气压计的读数为738mmHg柱 ，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柱，求此时的实际大气压值为 多少mmHg柱？ p=762.2mmHg 典型习题 一、气体状态变化的图像问题 用图像表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、 直观、物理意义明朗等优点利用图像对气体状态、状态 变化及规律进行分析，会给解答带来很大的方便. 图像上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它 对应着三个状态参量；图像上的某一条直线或曲线表示一 定质量气体状态变化的一个过程 而理想气体状态方程实质上是三个实验定律的推广与拓 展，它们可以由三个实验定律中的任意两个而得到反之 ，我们也可以把状态方程分三种情况进行讨论 1、一定质量气体的等温变化图像 2、一定质量气体的等容变化图像 3、一定质量气体的等压变化图像 【例】如图所示为一定质量的理想气 体的pV图线，其中AC为一段双曲线 根据图线分析并计算（1）气体状态 从AB，从BC，从CA各是什么 变化过程 （2）若tA527 ，那么tB为多少？并 画出pT图 （1）等容变化 等压变化 等温变化 （2）73 二、变质量问题分析 分析变质量问题时，可以通过巧妙地 选择合适的研究对象，使这类问题转化 为一定质量的气体问题，用理想气体状 态方程求解 1、打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题只 要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就 可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体 的状态变化问题这类问题常用状态方程的分态式求解， 即： 2、抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小， 这属于变质量问题分析时，将每次抽气过程中抽出的气 体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程中看 成是等温膨胀过程 3、分装问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典 型的变质量问题分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多 个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转 化为定质量问题，用状态方