理想气体的状态方程ppt课件

1、3.理想气体的形状方程理想气体的形状方程问题问题1.气体实验定律成立条件？气体实验定律成立条件？ 一定质量的某种气体在压强不太大，温一定质量的某种气体在压强不太大，温度不太低时遵守度不太低时遵守问题问题2.压强很大、温度很低时压强很大、温度很低时理想气体理想气体 为了研讨方便，可以想象一种气体，在任何温度、任何为了研讨方便，可以想象一种气体，在任何温度、任何压强下都服从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理压强下都服从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理想气体。想气体。 理想气体是一种理想化模型理想气体是一种理想化模型 每个分子可看成弹性小球每个分子可看成弹性小球 气体分子本身大小可以忽略不计质

2、点气体分子本身大小可以忽略不计质点 除碰撞的瞬间外，气体分子之间没有相互作用力除碰撞的瞬间外，气体分子之间没有相互作用力 在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超越大气压的几在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超越大气压的几倍时，可以把实践气体当成理想气体来处置倍时，可以把实践气体当成理想气体来处置 理想气体分子间作用力为零，理想气体内能由分子动能理想气体分子间作用力为零，理想气体内能由分子动能决议。宏观上只与温度、物质的量有关，与体积无关。决议。宏观上只与温度、物质的量有关，与体积无关。理想气体的形状方程理想气体的形状方程 假定一定质量的某种理想气体从形状A(pA、VA、TA) 到达形状C(pC、

3、VC，TC)思索：从思索：从AC有几条途径？有几条途径？p0VABC等温等温等容等容玻意耳定律：玻意耳定律：pV=C盖吕萨克定律：盖吕萨克定律：V=CT查理定律：查理定律：CTp CTpV CTpVTVpTVp 或或2221111.一定质量的理想气体，由初形状一定质量的理想气体，由初形状p1、V1、T1变化到末形状变化到末形状p2、V2、T2时，两个形状的形状时，两个形状的形状参量之间的关系为：参量之间的关系为：方程具有方程具有普遍性普遍性)(TCpVT 保保持持不不变变当当温温度度)(VCTpV 保保持持不不变变当当体体积积)(pCTVp 保保持持不不变变当当压压强强两个重要推论两个重要推论

4、 22112211222111.TTppTpTp 等等压压等等温温推推论论一一 222111.TVpTVpTpV推论二推论二此方程反响了几部分气体从几此方程反响了几部分气体从几个分形状合为一个形状或相个分形状合为一个形状或相反时各形状参量之间的关系反时各形状参量之间的关系2、恣意质量的理想气体形状方程：、恣意质量的理想气体形状方程：PVnRT(1)n为物质的量，为物质的量，R8.31J/mol.k摩尔气体恒量摩尔气体恒量(2)该式是恣意质量的理想气体形状方程，又叫克拉帕该式是恣意质量的理想气体形状方程，又叫克拉帕龙方程龙方程分别写出两个分别写出两个形状的形状参形状的形状参量量解题思绪流程解题思

5、绪流程画出该题画出该题两个形状两个形状的表示图的表示图该题研讨该题研讨对象是什对象是什么？么？例题例题 知地球半径约为知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为，空气的摩尔质量约为2.9102 kg/mol，一个规范大气压约为，一个规范大气压约为1.0105 Pa。利用以上数据可估算出地球外表大气在规范形。利用以上数据可估算出地球外表大气在规范形状下的体积为状下的体积为 A41016 m3 B41018 m3 C41020 m3 D41022 m3题语：大气压强的产活力制说法有二：题语：大气压强的产活力制说法有二： (1)大量大气分子频繁撞击地面产生；大量大气分子频繁撞击地面产生； (

6、2)大气受地球的重力作用而对地面产生压强大气受地球的重力作用而对地面产生压强.24 RpgVVMmolmol 例题例题 一水银气压计中混进了空气，因此在一水银气压计中混进了空气，因此在27，外界大气，外界大气压为压为758毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为738毫毫米汞柱，此时管中水银面距管顶米汞柱，此时管中水银面距管顶80毫米，当温度降至毫米，当温度降至-3时，这个气压计的读数为时，这个气压计的读数为743毫米汞柱，求此时的毫米汞柱，求此时的实践大气压值为多少毫米汞柱？实践大气压值为多少毫米汞柱？代入代入 有：有： 分析与解：分析与解：T1=27+273=3

7、00Kp1=758-738=20mmHgV1=80mmST2=273-3=270Kp2=p0-743mmHgV2=80-(743-738)mmS222111TVpTVp mmHg.pSpS276227075)743(300802000 例题例题 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易呵斥爆胎事故，汽车行驶时轮胎的胎压太高容易呵斥爆胎事故，太低又会呵斥耗油上升。知某型号轮胎能在太低又会呵斥耗油上升。知某型号轮胎能在4090正常任务，为使轮胎在此温度范围正常任务，为使轮胎在此温度范围内任务时的最高胎压不超越内任务时的最高胎压不超越3.5atm，最低胎压，最低胎压不低于不低于1.6atm，那么在，那么在t20

8、时给该轮胎充气，时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较适宜？设轮充气后的胎压在什么范围内比较适宜？设轮胎容积不变胎容积不变解：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。解：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。设在设在T0293K充气后的最小胎压为充气后的最小胎压为Pmin，最大胎压，最大胎压为为Pmax。依题意，当。依题意，当T1233K时胎压为时胎压为P11.6atm。根据查理定律根据查理定律 atmppTpTp01. 22932336 . 1minmin0min11 当当T2363K是胎压为是胎压为P23.5atm。根据查理定律。根据查理定律atmppTpTp83. 2293263

9、5 . 3maxmax0max22 一活塞将一定质量的理想气体封锁在气缸内，初始时气一活塞将一定质量的理想气体封锁在气缸内，初始时气体体积为体体积为 3.010-3m3用用 DIS实验系统测得此时气体实验系统测得此时气体的温度和压强分别为的温度和压强分别为 300K和和1.0105 Pa推进活塞紧推进活塞紧缩气体，测得气体的温度和压强分别为缩气体，测得气体的温度和压强分别为 320K和和1.0105Pa (1)求此时气体的体积；求此时气体的体积； (2)坚持温度不变，缓慢改动作用在活塞上的力，使气坚持温度不变，缓慢改动作用在活塞上的力，使气体压强变为体压强变为 8.0104Pa，求此时气体的体

10、积，求此时气体的体积例题例题如图，在大气中有一程度放置的固定圆筒，它由如图，在大气中有一程度放置的固定圆筒，它由a、b和和c三个粗细不同的部分衔接而成的，各部分的横截面三个粗细不同的部分衔接而成的，各部分的横截面积分别为积分别为2S、 S/2和和S。知大气压强为。知大气压强为p0，温度为，温度为0。两活塞和用一根长为两活塞和用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，的不可伸长的轻线相连，把温度为把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如下图。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢位置如下图。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到。假设活塞与圆筒壁之间的摩

11、擦可忽略，此上升到。假设活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强能够为多少？时两活塞之间气体的压强能够为多少？ 例题例题解：设加热前，被密封气体的压强为解：设加热前，被密封气体的压强为p1,轻线的张力为轻线的张力为f。因活塞处在静止形状，对活塞有因活塞处在静止形状，对活塞有02210 fSpSp对对B活塞有活塞有001 fSpSp解得：解得：01pp 0 f即被密封气体的压强与大气压强相等，细线处在拉直的松驰即被密封气体的压强与大气压强相等，细线处在拉直的松驰形状。这时气体的体积形状。这时气体的体积SlSlSlSlV421 对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一同向左对气

12、体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一同向左缓慢挪动。气体体积增大，压强坚持缓慢挪动。气体体积增大，压强坚持p1不变，假设继续加热，不变，假设继续加热，此过程会不断继续到活塞向左挪动的间隔等于此过程会不断继续到活塞向左挪动的间隔等于l为此，这时为此，这时气体体积气体体积SlSlSlV542 设此时气体的温度为设此时气体的温度为2,由盖吕萨克定律有由盖吕萨克定律有 0122TVTV 解得：解得：0245TT 由此可知，当由此可知，当TT2 =5T0/4时，气体压强时，气体压强p2=p0 当当TT2时，活塞已无法挪动，被密封气体的体积坚持时，活塞已无法挪动，被密封气体的体积坚持V2不变，气体阅历一等容升压过程。当气体的温度为不变，气体阅历一等容升压过