24理想气体状态方程PPT课件

1、 一、气体的状态变化 一定质量的气体，它的温度、体积和压强这三个量的变化是互相关联的。例如，把一定质量的气体压缩到钢筒里去，气体的体积就缩小了，同时它的压强会增大，温度会上升。 对于一定质量的气体，如果这三个参量都不改变，我们就说气体处于平衡状态。如果这三个参量或任意两个参量同时改变，我们就说气体的状态改变了。上一页下一页退 出目 录第1页/共9页 二、理想气体状态方程 如图所示，在刻度尺上固定一个一端封闭的U型管，其封闭端有一段被水银柱封闭在里面的气体柱。将U型管浸没在烧杯的水中，只留左端露出水面，可以看出气体的体积和压强将同时发生变化。记下几组温度、体积和压强的数值，计算每次测得的 pV/

2、T 值。可以发现，比值 pV/T 是一个恒量。上一页下一页退 出目 录第2页/共9页 说明：理想气体是一种理想的物理模型，实际上并不存在。它只是实际气体在一定条件下的近似。有许多实际气体，如空气、氢气、氧气、氮气、氦气等，在压强不太大，温度不太低的条件下，都可以把它们当作理想气体来处理。 能严格符合上述方程的气体叫理想气体，该方程就叫理想气体状态方程，简称气态方程。恒量恒量 TpV222121TVpTVp 或或 一定质量的气体，它的压强和体积的乘积与热力学温度的比值，在状态变化时始终保持不变，即上一页下一页退 出目 录第3页/共9页 对于一定质量的理想气体，当温度T 保持不变时，它的压强 p

3、跟体积V 成反比，即 三、气体的三个实验定律 1.气体的等温变化p1V1 = p2V2 对于一定质量的理想气体，当体积V 保持不变时，它的压强 p 跟热力学温度T 成正比，即 2.气体的等容变化2211TpTp 对于一定质量的理想气体，当压强p 保持不变时，它的体积V 跟热力学温度T 成正比，即 3.气体的等压变化2211TVTV 上一页下一页退 出目 录第4页/共9页 【例1】如图所示是一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段h=16 cm长的水银将一部分空气封闭在细玻璃管里。当玻璃管开口向上坚直放置时，管内空气柱长L1=15 cm，当时的大气压强为p0=76 cmHg。当玻璃管开口向下竖直

4、放置时，管内空气柱的长度该是多少？ 解：已知,01hppp SLV22 ,02hppp SLV11 因为是等温变化，由 p1V1 = p2V2 得SLppSLpphh2010)()( 1002LppppLhh cmcm231516761676上一页下一页退 出目 录第5页/共9页 【例2】气焊用的氧气储存于容积是100 L的筒内，这时筒上压强计显示的压强是60 p0( p0=1.0105 Pa )，筒的温度是16 ，求筒里氧气的质量。已知在温度为0 ，压强为p0时，氧气的密度 0=1.43 kg/m3 。 分析：本题的研究对象是筒内一定质量的氧气。由于不知氧气在温度为16 、压强为60 p0下

5、的密度，但知道氧气在温度为0 、压强为p0时的密度，所以要用气体状态方程算出在温度为0 ，压强为p0下的体积，再根据密度公式算出氧气的质量。 氧气有两个状态，状态1和状态2的参量分别为上一页下一页退 出目 录第6页/共9页 p1 = 60 p0 ，V1 = 100 L ，T1 =（273+16）K = 289 K p2 = p0 ， T2 = （273+0）K = 289 K 解：由理想气体状态方程 得222111TVpTVp 122112TpTVpV 3367528912731060m.m.20Vm kg.kg.118675431 求： V2= ？ 上一页下一页退 出目 录第7页/共9页 练 习 p1 = 2105 Pa, V1 = 5 cm3, T1 = 277 K p2 = 10 5 Pa， T2 = 300 K 解：由理想气体状态方程 得222111TVpTVp 122112TpTVpV 3535651008127710300105102m.m 在湖底处有一个温度为4 、体积为5 cm3 的气泡升到湖面上。如果在湖底的压强为2105