理想气体的状态方程.pptVIP

§3.理想气体的状态方程 ▲理想气体 为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理想气体。 理想气体是一种理想化模型 ①每个分子可看成弹性小球 ②气体分子本身大小可以忽略不计（质点） ③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、压强不超过大气压的几倍时，可以把实际气体当成理想气体来处理 理想气体分子间作用力为零，理想气体内能由分子动能决定。宏观上只与温度、物质的量有关，与体积无关。 ▲理想气体的状态方程 两个重要推论 解题思路流程 例题 已知地球半径约为6.4?106 m，空气的摩尔质量约为2.9?10－2 kg/mol，一个标准大气压约为1.0?105 Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状态下的体积为（ ） （A）4?1016 m3 （B）4?1018 m3 （C）4?1020 m3 （D）4?1022 m3 例题 一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为738毫米汞柱，此时管中水银面距管顶80毫米，当温度降至-3℃时，这个气压计的读数为743毫米汞柱，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？ 例题 汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在－40℃～90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？（设轮胎容积不变） 理想气体状态方程(一)参考答案 * * 问题1.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，温度不太低时遵守 问题2.压强很大、温度很低时 一定质量氦气 2.07 2.07/1000 1000 1.36 1.36/500 500 1.00 1.00 1.00 pV (?105Pam3) V(m3) p(?105Pa) 假定一定质量的某种理想气体从状态A(pA、VA、TA) 到达状态C(pC、VC，TC) 思考：从A?C有几条途径？ p 0 V A B C 等温 等容 玻意耳定律：pV=C 盖－吕萨克定律：V=CT 查理定律： 1.一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（p2、V2、T2）时，两个状态的状态参量之间的关系为： 方程具有普遍性 此方程反应了几部分气体从几个分状态合为一个状态（或相反）时各状态参量之间的关系 2、任意质量的理想气体状态方程：PV＝nRT (1)n为物质的量，R＝8.31J/mol.k——摩尔气体恒量 (2)该式是任意质量的理想气体状态方程，又叫克拉帕龙方程 分别写出两个状态的状态参量 画出该题两个状态的示意图 该题研究对象是什么？ 题语：大气压强的产生机制说法有二： (1)大量大气分子频繁撞击地面产生； (2)大气受地球的重力作用而对地面产生压强. 代入 有： 分析与解： T1=27+273=300K p1=758-738=20mmHg V1=80mmS T2=273-3=270K p2=p0-743mmHg V2=80-(743-738)mmS 解：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。 设在T0＝293K充气后的最小胎压为Pmin，最大胎压为Pmax。依题意，当T1＝233K时胎压为P1＝1.6atm。根据查理定律 当T2＝363K是胎压为P2＝3.5atm。根据查理定律 一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为 3.0×10-3m3．用 DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为 300K和1.0×105 Pa．推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为 320K和1.0×105Pa． (1)求此时气体的体积； (2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为 8.0×104Pa，求此时气体的体积． 例题 如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成的，各部分的横截面积分别为2S、 S/2和S。已知大气压强为p0，温度为Ｔ0。两活塞Ａ和Ｂ用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到Ｔ。若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可能为多少？ 例题 解：设加热前，被密封气体的压强为p1,轻线的张力为f。因活塞处在静止状态，对Ａ活塞有 对B活塞有 解得： 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状态。这时气体的体积 对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起