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文档简介

9.1-9.2节,理想气体状态方程,1,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.,2,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.,3,2.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.,4,1.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,Nm-2,帕(Pa),1Pa=1Nm-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,5,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,6,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,7,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,8,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,9,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,10,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,11,2.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,12,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,13,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,14,.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,15,1.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,16,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,17,原氧气瓶内质量

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