－人教版选修33 8.3 理想气体的状态方程 课件(19张).ppt

第八章气体 第三节理想气体的状态方程 回顾引入 问题1 三大气体实验定律内容是什么 公式 pv c1 2 査理定律 公式 1 玻意耳定律 3 盖 吕萨克定律 公式 问题2 这些定律的适用范围是什么 温度不太低 压强不太大 问题3 如果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 假设有这样一种气体 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 我们把这样的气体叫做 理想气体 理想气体具有那些特点呢 1 理想气体是不存在的 是一种理想模型 2 在温度不太低 压强不太大时实际气体都可看成是理想气体 一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 与气体的体积无关 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 分子本身没有体积 即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间 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pa va ta和pb vb tb以及pc vc tc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 推导过程 从a b为等温变化 由玻意耳定律 pava pbvb 从b c为等容变化 由查理定律 又ta tbvb vc 解得 二 理想气体的状态方程 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 使用条件 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 理想气体是不存在的 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 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 二 推导理想气体状态方程 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 假定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 假设有两种过程 第一种 从 p1 v1 t1 先等温并使其体积变为v2 压强随之变为pc 此中间状态为 pc v2 t1 再等容并使其温度变为t2 则其压强一定变为p2 则末状态 p2 v2 t2 第二种 从 p1 v1 t1 先等容并使其温度变为t2 则压强随之变为p c 此中间状态为 pc v1 t2 再等温并使其体积变为v2 则压强也一定变为p2 也到末状态 p2 v2 t2 根据玻意耳定律和查理定律 分别按两种过程 自己推导理想气体状态过程 即要求找出p1 v1 t1与p2 v2 t2间的等量关系 三 理想气体的状态方程 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 使用条件 一定质量的某种理想气体 恒量由两个因素决定 1 理想气体的质量 2 理想气体的种类 气体的物质的量决定 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1 如图所示 内径均匀的u形管中装入水银 两管中水银面与管口的距离均为l 10 0cm 大气压强p0 75 8cmhg时 将右侧管口封闭 然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中 直到左右两侧水银面高度差达h 6 0cm为止 求活塞在管内移动的距离 答案6 4cm 例题二 一水银气压计中混进了空气 因而在27 外界大气压为758毫米汞柱时 这个水银气压计的读数为738毫米汞柱 此时管中水银面距管顶80毫米 当温度降至 3 时 这个气压计的读数为743毫米汞柱 求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱 引导学生按以下步骤解答此题 1 该题研究对象是什么 混入水银气压计中的空气 2 画出该题两个状态的示意图 3 分别写出两个状态的状态参量 p1 758 738 20mmhgv1 80smm3 s是管的横截面积 t1 273 27 300kp2 p 743mmhgv2 738 80 s 743s 75smm3 t2 273 3 270k 解得p