补充－理想气体的状态方程

补充－理想气体的状态方程回顾三个实验定律前面学习的等温、等压和等容三个气体实验定律都是在压强不太大（相对大气压）、温度不太低（相对室温）的条件下总结出来的。当压强很大、温度很低时，由上述规律计算的结果与实际测量结果有很大的差别。例如，有一定质量的氦气，压强与大气压相等，体积为1m3，温度为0℃。在温度不变的条件下，如果压强增大到大气压的500倍，按气体的等温变化规律计算，体积应该缩小至m3，但是实验结果是m3。但是，在通常的温度和压强下，很多实际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，其性质与实验定律的结论符合得很好。一.理想气体1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。注意：①理想气体不计分子间作用力，故不考虑分子势能，一定质量的理想气体的内能只与温度有关。②在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，实际气体可以看成理想气体。③理想气体是一种理想化模型，实际并不存在问题：前面的气体实验定律只研究一个参量不变时，另两个参量的关系，若三个状态参量都发生变化又满足什么规律呢？例1.如图所示，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？二.理想气体的状态方程1.理想气体的状态方程：一定质量的某种理想气体，在从1状态变化到2状态时，尽管其压强p、体积V和温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值却保持不变，即：注意：式中C是与压强p、体积V、温度T无关的常量，它与气体的质量、种类有关。问题：一种气体的状态参量发生变化时有没有可能p、V不变T不变？p不变T增大V减小？T不变p减小V增大？V不变p增大T减小？2.理想气体状态方程的应用解题步骤：①确定研究对象，即某一定质量的理想气体，分析它的变化过程；②确定初、末两状态，准确找出初、末两状态的状态参量；③用理想气体状态方程列式求解。注意：①气体质量必须保持不变（不能充气，漏气）②T必须是热力学温度，公式两边p和V单位统一，可以不是国际单位。二.理想气体的状态方程1.玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的分子密集程度增大，气体的压强就增大。2.查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。3.盖—吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变。三.对气体实验定律的微观解释例2.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。下列说法中正确的是(

)A.c→a过程中，气体压强增大，体积变小B.c→a过程中，气体压强增大，体积变大C.a→b过程中，气体体积增大，压强减小D.b→c过程中，气体压强不变，体积增大C例3.如图所示，A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB。由图可知(

)A.TA＝2TB B.TB＝4TAC.TB＝6TA D.TB＝8TA例4.(多选)对一定质量的理想气体，下列说法正确的是(

)A.体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B.温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小C.压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小D.温度升高，压强和体积都可能不变CAB例5.下列说法正确的是(

)A.一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积减小而增大的微观原因是每个分子撞击器壁的作用力增大B.一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积增大而减少的微观原因是单位体积内的分子数减少C.一