选修3-3理想气体的状态方程.ppt

理想气体的状态方程 复习 问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2 这些定律的适用范围是什么 温度不太低 压强不太大 一 理想气体 设想有这样一种气体 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 实际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 3 不考虑分子大小 不考虑分子力及分子势能只考虑分子动能 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 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 没有分子力做功 没有分子势能 于是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 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 P24页 思考与讨论 你来推导 试试看 如图示 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 4 推论 1 气体密度式 2 分压定律 一定质量的气体分成n份 关于理想气体的性质 下列说法中正确的是 A 理想气体是一种假想的物理模型 实际并不存在B 理想气体的存在是一种人为规定 它是一种严格遵守气体实验定律的气体C 一定质量的理想气体 内能增大 其温度一定升高D 氦是液化温度最低的气体 任何情况下均可视为理想气体 ABC 例题一 注意方程中各物理量的单位 T必须是热力学温度 公式两边中p和V单位必须统一 但不一定是国际单位 例题2 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毫米汞柱 T1 273 27 300K T2 270K 得 p 762 2mmHg 解 以混进水银气压计的空气为研究对象 初状态 末状态 由理想气体状态方程得 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 练习 A 不断增大 B 不断减小 C 先减小后增大 D 先增大后减小 D 例3 如图1 一端封闭 粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置 管内用水银将一段气体封闭在管中 当温度为280K时 被封闭的气柱长L 22cm 两边水银柱高度差h 16cm 大气压强p0 76cmHg 1 为使左端水银面下降3cm 封闭气体温度应变为多少 2 封闭气体的温度重新回到280K后 为使封闭气柱长度变为20cm 需向开口端注入的水银柱长度为多少 1 一定质量的理想气体的各种图象 三 理想气体状态方程与气体图象 例4 多选 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab bc cd da四个过程 其中ab与竖直轴平行 bc的延长线通过原点 cd与水平轴平行 da与bc平行 则 A ab过程中气体温度不变B ab过程中气体体积减少C bc过程中气体体积保持不变D da过程中气体体积增大答案ACD 5 一定质量的理想气体 由状态A沿直线变化到状态C 如图所示 则气体在A B C三个状态中的温度之比为 A 1 1 1B 1 2 3C 3 4 3D 4 3 4 C 6 一定质量的理想气体 由初始状态A开始 按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化 最后又回到初始状态A 即A B C A 其中BC与纵轴平行 CA与横轴平行 这一过程称为一个循环 则 1 由A B 气体分子的平均动能 填 增大 减小 或 不变 2 由B C 气体的内能 填 增大 减小 或 不变 答案 1 增大 2 减小 例7 用销钉固定的活塞把容器分成A B两部分 其容积之比VA VB 2 1 如图所示 起初A中有温度为127 压强为1 8 105Pa的空气 B中有温度为27 压强为1 2 105Pa的空气 拔去销钉 使活塞可以无摩擦地移动但不漏气 由于容器壁缓慢导热 最后两部分空气都变成室温27 活塞也停住 求最后A B中气体的压强 例8 氧气瓶的容积是40L 其中氧气的压强是130atm 规定瓶内氧气压强降到10atm时就要重新充氧 有一个车间 每天需要用1atm的氧气400L 这瓶氧气能用几天 假定温度不变 答案12天 9 如图甲所示 一导热性能良好 内壁光滑的汽缸水平放置 横截面积为S 2 10 3m2 质量为m 4kg 厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体 此时活塞与汽缸底部之间的距离为24cm 在活塞的右侧12cm处有一对与汽缸固定连接的卡环 气体的温度为300K 大气压强p0 1 0 105Pa 现将汽缸竖直放置 如图乙所示 取g 10m s2 求 1 活塞与汽缸底部之间的距离 2 加热到675K时封闭气体的压强 10 U形管两臂粗细不同 开口向上 封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍 管中装入水银 大气压为76cmHg 开口管中水银面到管口距离为11cm 且水银面比封闭管内高4cm 封闭管内空气柱长为11cm 如图2所示 现在开口端用小活塞封住 并缓慢推动活塞 使两管液面相平 推动过程中两管的气体温度始终不变 试求 1 粗管中气体的最终压强 2 活塞推动的距离 小结 一 理想气体 在任何温度和任何压强下都能严格地