理想气体状态方程36091PPT课件

9 1 9 2节 理想气体状态方程 研究对象 热运动 构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规运动 热现象 与温度有关的物理性质的变化 单个分子 无序 具有偶然性 遵循力学规律 整体 大量分子 服从统计规律 宏观量 表示大量分子集体特征的物理量 可直接测量 如等 微观量 描述个别分子运动状态的物理量 不可直接测量 如分子的等 宏观量 微观量 研究方法 1 热力学 宏观描述 实验经验总结 给出宏观物体热现象的规律 从能量观点出发 分析研究物态变化过程中热功转换的关系和条件 1 具有可靠性 2 应用宏观参量 2 气体动理论 微观描述 研究大量数目的热运动的粒子系统 应用模型假设和统计方法 1 揭示宏观现象的本质 2 有局限性 与实际有偏差 不可任意推广 1 压强P 从力学角度描写气体状态的物理量 单位面积的压力 国际单位 牛顿 米2 N m 2 帕 Pa 1Pa 1N m 2 常用单位 大气压 atm 1 理想气体状态方程 二 状态参量的含义 其它单位 厘米汞柱 cmHg 托 Torr 2 体积V 从几何角度描写气体状态的物理量 气体分子活动的空间体积 对于理想气体分子大小不计 分子活动的空间体积就是容器的体积 1 理想气体状态方程 二 状态参量的含义 国际单位 米3 m3 常用单位 升 l 3 温度T 从热学角度描写气体状态的物理量 国际单位 绝对温标T开 k 常用单位 摄氏温标t度 1 理想气体状态方程 二 状态参量的含义 理想气体是一种理想化的模型 它的模型有两种 宏观模型 温度不太低 压强不太高 1 理想气体状态方程 一 理想气体状态方程 微观模型 分子间的作用力不计 分子的体积不计 两种模型是等价的 当气体的压强较低时 气体较稀薄 分子间的距离较大 则分子间的作用力可忽略不计 且分子间的距离远远大于分子本身的线度 分子的体积也可忽略不计 在外界条件一定的情况下 系统内部各处均匀一致 宏观性质不随时间t改变 1 理想气体状态方程 一 理想气体状态方程 例如 在一个容器中间 有一隔板 一边为真空 另一边盛有气体 如果外界条件不变的情况下 气体处于热平衡态 当抽出隔板后 右边的气体向左边扩散 气体密度不均匀 气体处于非平衡态 经过一段时间后 内部均匀一致 达到新的热平衡态 1 理想气体状态方程 一 理想气体状态方程 理想气体处于热平衡态下时 各状态参量之间的关系 1 摩尔数 气体质量 摩尔质量 单位 摩尔 mol 2 普适气体恒量R 1摩尔气体在标准状态下 或 1 理想气体状态方程 二 状态参量的含义 由理想气体状态方程 分子的质量为m0 分子数为N 气体质量 摩尔质量 N0为阿伏加德罗常数 4 温度公式 一 温度公式 其中 k为玻尔兹曼常数 为分子数密度 4 温度公式 一 温度公式 理想气体 处在热平衡态 理想气体状态方程 理想气体 处在热平衡态 气体定律 质量不变 同种气体 1 理想气体状态方程 三 适用条件 1 理想气体状态方程 单位要配套使用 2 气体定律 方程两边单位统一 1 理想气体状态方程 四 注意几点 例 一氧气瓶盛有体积为V1 30l 压强为P1 130atm的氧气 若压强下降到P2 10atm 就应停止使用重新灌气 有一车间每天用掉P3 1atm V3 40l的氧气 问这瓶氧气能用几天 设使用中温度不变 解 由理想气体状态方程 有 1 理想气体状态方程 五 应用举例 原氧气瓶内质量 氧气瓶剩余质量 每天使用氧气质量 使用的天数 1 理想气体状态方程 五