83理想氣體的狀態(tài)方程

理想氣體的狀態(tài)方程第三節(jié)歷史回顧【問(wèn)題1】三大氣體實(shí)驗(yàn)定律內(nèi)容是什么？公式：pV

=C12、査理定律：公式：1、玻意耳定律：3、蓋-呂薩克定律：公式：【問(wèn)題2】這些定律的適用范圍是什么？溫度不太低，壓強(qiáng)不太大.【問(wèn)題3】如果某種氣體的三個(gè)狀態(tài)參量（p、V、T）都發(fā)生了變化，它們之間又遵從什么規(guī)律呢？一.理想氣體假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。理想氣體具有那些特點(diǎn)呢？1、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。2、在溫度不太低,壓強(qiáng)不太大時(shí)實(shí)際氣體都可看成是理想氣體。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定,與氣體的體積無(wú)關(guān).4、從能量上說(shuō)：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒(méi)有分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。3、從微觀上說(shuō)：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。1、關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．理想氣體是一種假想的物理模型，實(shí)際并不存在B．理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體C．一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增大，其溫度一定升高D．氦是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可視為理想氣體隨堂練習(xí)ABC思考與討論如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個(gè)等溫過(guò)程，從B到C經(jīng)歷了一個(gè)等容過(guò)程。分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？0pVABCTA=TB推導(dǎo)過(guò)程從A→B為等溫變化：由玻意耳定律pAVA=pBVB從B→C為等容變化：由查理定律0pVABC又TA=TBVB=VC解得：二、理想氣體的狀態(tài)方程1、內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。2、公式：或3、使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體.注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由理想氣體的物質(zhì)的量決定理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)明確研究對(duì)象，即一定質(zhì)量的理想體；(2)確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由狀態(tài)方程列式求解；(4)討論結(jié)果的合理性.應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟【例題】?jī)?nèi)徑均勻的L形直角細(xì)玻璃管，一端封閉，一端開(kāi)口豎直向上，用水銀柱將一定質(zhì)量空氣封存在封閉端內(nèi)，空氣柱長(zhǎng)4cm，水銀柱高58cm，進(jìn)入封閉端長(zhǎng)2cm，如圖所示，溫度是87℃，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，求：(1)在圖示位置空氣柱的壓強(qiáng)p1.(2)在圖示位置，要使空氣柱的長(zhǎng)度變?yōu)?cm，溫度必須降低到多少度？解析：(1)p1＝p0＋ph＝(75＋58)cmHg＝133cmHg.(2)對(duì)空氣柱：初態(tài)：p1＝133cmHg，V1＝4S，

T1＝(273＋87)K＝360K.末態(tài)：p2＝p0＋ph′＝(75＋57)cmHg＝132cmHg，

V2＝3S.T2＝？由代入數(shù)值，解得：T2＝268K＝－5℃.練習(xí):

一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27℃，外界大氣壓為758mmHg時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738mmHg，此時(shí)管中水銀面距管頂80mm，當(dāng)溫度降至-3℃時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743mmHg，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多少mmHg？p1=758-738=20mmHg

V1=80Smm3T1=273+27=300KT2=273+（-3）=270K解得：

p=762.2mmHgp2=p-743mmHgV2=（738+80）S-743S=75Smm3解：以混進(jìn)水銀氣壓計(jì)的空氣為研究對(duì)象初狀態(tài)：末狀態(tài)：由理想氣體狀態(tài)方程得：一定質(zhì)量的理想氣體不同圖象的比較【例題】一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是2×104Pa.(1)求狀態(tài)A的壓強(qiáng)．(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出該狀態(tài)變化過(guò)程的p－T圖象，并分別標(biāo)出A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)，不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB變化到B，在此過(guò)程中，氣體分子的平均速率的變化情況是（）練習(xí)：V/L1231230p/atmABCA、不斷增大B、不斷減小C、先減小后增大D、先增大后減小D1、一定質(zhì)量的理想氣體，處在某一狀態(tài)，經(jīng)下列哪個(gè)過(guò)程后會(huì)回到原來(lái)的溫度(

)A．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)B．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)C．先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹D．先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹課后練習(xí)ADBC3、不密閉房間的容積為20m3,在溫度為7℃、大氣壓強(qiáng)為9.8×104Pa時(shí),室內(nèi)空氣質(zhì)量是25kg.當(dāng)溫度升高到27℃，大氣壓強(qiáng)變1.0×105Pa時(shí),室內(nèi)空氣的質(zhì)量是多少?【解析】室內(nèi)氣體的溫度、壓強(qiáng)均發(fā)生了變化,原氣體的體積不一定再是20m3,可能增大(有氣體跑出),可能減小(有氣體流入),因此仍以原25kg氣體為研究對(duì)象,通過(guò)計(jì)算才能確定.氣體初態(tài):p1=9.8×104Pa,V1=20m3,T1=280K氣體末態(tài):p2=1.0×105Pa,V2=?,T2=300K由理想氣體狀態(tài)方程:所以因V2>V1,故有氣體從房間內(nèi)流出.房間內(nèi)氣體質(zhì)量答案:23.8kg4、鋼筒內(nèi)裝有3kg氣體,當(dāng)溫度為-23℃時(shí),壓強(qiáng)為4atm,如果用掉1kg氣體后溫度升高到27℃,求筒內(nèi)氣體壓強(qiáng).【解析】以鋼筒內(nèi)剩下的2kg氣體為研究對(duì)象.設(shè)鋼筒容積為V,則該部分氣體在初狀態(tài)占有的體積為末狀態(tài)時(shí)恰好充滿整個(gè)鋼筒.氣體初態(tài):p1=4atm,V1=,T1=250K氣體末態(tài):p2=？V2=V,T2=300K由理想氣體的狀態(tài)方程得：5、如圖甲所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，B左面汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為0.1V0.開(kāi)始時(shí)活塞在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0(p0為大氣壓強(qiáng))，溫度為297K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至399.3K．求：(1)活塞剛離開(kāi)B處時(shí)的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p；(3)在圖乙中畫(huà)出整個(gè)過(guò)程的p－V圖線．(2)以封閉氣體為研究對(duì)象活塞開(kāi)始在B處時(shí)：p1=0.9p0,V1=V0,T1=297K;活塞最后在A處時(shí)：P3=?V3=1.1V0,T3=399.3K,由理想氣體狀態(tài)方程得故(3)如圖所示，封閉氣體由狀態(tài)1保持體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)增大到p2=p0達(dá)到狀態(tài)2，再由狀態(tài)2先做等壓變化，溫度升高，體積增大，當(dāng)體積增大到1.1V0后再等容升溫，使壓強(qiáng)達(dá)到1.1p0.6、用釘子固定的活塞把容器分成A、B兩部分，容積之比VA∶VB