8.3理想氣體狀態(tài)方程教程課件

1、復(fù)習(xí)1、玻意耳定律的內(nèi)容2、查理定律的內(nèi)容3、蓋呂薩克定律的內(nèi)容4、在P-V坐標(biāo)系和P-1/V坐標(biāo)系中畫(huà)出等溫線5、在V-T坐標(biāo)系中畫(huà)出等壓線6、在P-T坐標(biāo)系中畫(huà)出等容線8.3 理想氣體的狀態(tài)方程一.理想氣體 假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。理想氣體具有以下特點(diǎn):1.氣體分子是一種沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu),不占有體積的質(zhì)點(diǎn).2.氣體分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,除碰撞的瞬間外,分子之間以及分子和器壁之間都無(wú)相互作用力.3.分子之間和分子與器壁之間的碰撞,都是完全彈性碰撞.除碰撞以外,分子的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等.理想氣體是不

2、存在的.1、在常溫常壓下,大多數(shù)實(shí)際氣體,尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體.2、在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度,壓強(qiáng)不超過(guò)大氣壓的幾倍時(shí),很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來(lái)處理.3、理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定 ,與氣體的體積無(wú)關(guān).二.推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程 對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個(gè)狀態(tài)參量p、V、T來(lái)描述，且知道這三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)變而另外兩個(gè)參量保持不變的情況是不會(huì)發(fā)生的。換句話說(shuō)：若其中任意兩個(gè)參量確定之后，第三個(gè)參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個(gè)狀態(tài)。 假定一定質(zhì)量的理想氣體在開(kāi)始狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經(jīng)過(guò)某變

3、化過(guò)程，到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過(guò)程可以是各種各樣的.假設(shè)有兩種過(guò)程：第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V2，T1）再等容并使其溫度變?yōu)門(mén)2，則其壓強(qiáng)一定變?yōu)閜2，則末狀態(tài)（p2，V2，T2）。第二種：從（p1；V1，T1）先等容并使其溫度變?yōu)門(mén)2，則壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強(qiáng)也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（p2，V2，T2）。 根據(jù)玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過(guò)程，自己推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)過(guò)程。（即要求找出p1、V1、T1與p2、V2、T2間的等

4、量關(guān)系。）三.理想氣體的狀態(tài)方程 一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù)。2、使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體.1、方程：3、恒量由兩個(gè)因素決定:、理想氣體的質(zhì)量.、理想氣體的種類(lèi).氣體的物質(zhì)的量決定4、理想氣體的狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律例題1例題 2、一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27，外界大氣壓為758毫米汞柱時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738毫米汞柱，此時(shí)管中水銀面距管頂80毫米，當(dāng)溫度降至-3時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743毫米汞柱，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多少毫米汞柱？（1）該題研究對(duì)象是什么？混入水銀氣壓計(jì)中的空氣（2）畫(huà)出該題兩個(gè)狀態(tài)的示意圖：（3）分別寫(xiě)出兩個(gè)

5、狀態(tài)的狀態(tài)參量：初態(tài) ：p1=20mmHg T1=300 K V1=80Smm3（S是管的橫截面積） 末態(tài)：p2=p-743mmHg T2=270K V2=（738+80）S-743S=75Smm3 p=762.2 mmHg（4）將數(shù)據(jù)代入理想氣體狀態(tài)方程 一定質(zhì)量的理想氣體的各種圖像2、應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般思路和步驟：運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程解題前，應(yīng)確定在狀態(tài)變化過(guò)程中保持質(zhì)量不變解題時(shí)：、必須確定研究對(duì)象，即某一定質(zhì)量的氣體，分析它的變化過(guò)程、確定初、末兩狀態(tài)，正確找出初、末兩狀態(tài)的六個(gè)狀態(tài)參量，特別是壓強(qiáng)、用理想氣體狀態(tài)方程列式，并求解理想氣體狀態(tài)方程的理解和應(yīng)用1、應(yīng)用理想氣體

6、狀態(tài)方程的關(guān)鍵是：對(duì)氣體狀態(tài)變化過(guò)程的分析和狀態(tài)參量的確定“一過(guò)程六參量” 練習(xí)1、一定質(zhì)量的理想氣體，在某一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1，在另一平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2，下列關(guān)系正確的是()D練習(xí)2、一定質(zhì)量的理想氣體的pt圖象如圖所示，在狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過(guò)程中，體積()A一定不變 B一定減小C一定增加 D不能判定怎樣變化D例1、貯氣筒的容積為100L，貯有溫度為27、壓強(qiáng)為30atm的氫氣，使用后溫度降為20，壓強(qiáng)降為20atm，求用掉的氫氣占原有氣體的百分比？答案：31.7%點(diǎn)評(píng)：對(duì)于變質(zhì)量問(wèn)題，直接應(yīng)用氣體定律或理想氣體狀態(tài)方程顯然不合

7、適，關(guān)鍵是如何靈活選擇研究對(duì)象，將變質(zhì)量轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量，可取原有氣體為研究對(duì)象，也可以選擇剩余氣體為研究對(duì)象，始末狀態(tài)參量必須對(duì)同一部分氣體練習(xí):一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在水平固定防止的氣缸內(nèi)，開(kāi)始時(shí)氣體體積為V0，溫度為270C，在活塞上施加壓力，將氣體體積壓縮到 ，溫度升高到570C，設(shè)大氣壓強(qiáng)p0=1.0105Pa,活塞與氣缸摩擦不計(jì) (1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)(2)保持溫度不變，緩慢減小施加在活塞上的壓力使氣體體積恢復(fù)到V0，求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)例2、使一定質(zhì)量的理想氣體按圖甲中箭頭所示的順序變化，圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA300K，求氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多少？(2)將上述狀態(tài)變化過(guò)程在圖乙中畫(huà)成體積V和溫度T表示的圖線(圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，并且要畫(huà)箭頭表示變化的方向)說(shuō)明每段圖線各表示什么過(guò)程解析：pV圖中直觀地看出，氣體在A、B、C、D各狀態(tài)下壓強(qiáng)和體積為VA10L，pA4atm，pB4atm，pC2atm，pD2atm，VC40L