理想气体状态方程

1、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

2、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，Nm-2, 帕（Pa）,1 Pa=1 Nm-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

3、，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、

4、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，

5、,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=130 atm的氧气，若压强下降到P2=10 atm,就应停止使用重新灌气，有一车间每天用掉 P3 = 1 atm、V3 = 40 l 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