.3-3理想气体的状态方程.ppt

如图所示，在竖直加速上升的密闭人造卫星内有一水银气压计，卫星开始上升前，卫星内气温为0℃，气压计水银柱高76 cm；在上升至离地面不太高的高度时，卫星内气温为27.3℃，此时水银气压计水银柱高41.8cm，试问，这时卫星的加速度为多少？ 充满氢气的橡皮球，球壳的质量是球内所充氢气质量的3倍，在标准状态下空气密度与氢气密度之比是29∶2。现在球内氢气的压强是球外空气压强的1.5倍，球内外温度都是0℃。问氢气开始上升时的加速度是多少？ 定性判断容器内液柱移动方向问题 * * 理想气体的状态方程 1、理想气体： 理想气体是实际气体的一种理想模型．微观上就是不考虑分子本身的体积和分子间相互作用力的气体。宏观上就是始终能遵守 的气体．许多实际气体，在通常的温度和压强下，它们的性质都近似于理想气体 2、理想气体状态方程 内容：一定质量的理想气体，它的压强与体积的乘积跟绝对温度的比值，在状态变化过程中是一个恒量． 推导：利用任何两个等值变化过程． P1Vc=P2V2， 推论： 1．当状态变化过程中保持：某一个参量不变时，就可从气态方程分别得到玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律． 例：教室的容积是100m3，在温度是7℃，大气压强为1.0×105Pa时，室内空气的质量是130kg，当温度升高到27℃时大气压强为1.2×105Pa时，教室内空气质量是多少？ 理想气体的状态方程的应用 解：初态：P1=1.0×105pa，V1=100m3，T1=273+7=280K 末态：P2=1.2×105Pa，V2=？，T2=300K 根据理想气体状态方程： 说明有气体流入房间 例：一定质量的理想气体处于某一初始状态，现要使它的温度经过状态变化后，回到初始状态的温度，下列过程可以实现的是[　　　 ]　　　　　　　　　　　 A．先保持压强不变而使体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强 B．先保持压强不变而使体积减小，接着保持体积不变而减小压强 C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使体积膨胀 D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使体积减小 A 理想气体状态方程的应用要点 1）选对象——根据题意，选出所研究的某一部分气体．这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定． 2）找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组T、p、V数值或表达式．其中压强的确定往往是个关键，需注意它的一些常见情况(参见第一节)，并结合力学知识(如力平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式． 3）认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析中才能确定．认清变化过程这是正确选用物理规律的前提． 4）列方程——根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律．代入具体数值时，T必须用热力学温度，p、V两个量只需方程两边对应一致． 练习：粗细均匀的，一端开口、一端封闭的细玻璃管中，有质量为10mg的某种理想气体，被长为h=16cm的水银柱封闭在管中，当玻璃管开口向上，竖直插在冰水中时，管内气柱的长度L=30cm．如图所示．若将玻璃管从冰水中取出后，颠倒使其竖直开口向下，温度升高到27℃（已知大气压强为75cmHg）．试求：（1）若玻璃管太短，颠倒时溢出一些水银，水银与管口齐平，但气体没有泄漏，气柱长度变为50cm，则管长为多少？（2）若玻璃管足够长，水银未溢出，但溢出一些气体，气柱长变为30cm，则逸出气体的质量是多少？ （1）玻璃管长度l=50+15=65cm （2）逸出的气体的质量△m=m1-m2=4.1mg 例：一圆柱形气缸直立在地面上，内有一个有质量、无摩擦的绝热活塞，把气缸分成容积相同的A、B两部分，如图两部分气体的温度相同，均为T0=27℃，A部分气体的压强PA0=1.0×105Pa，B部分气体的压强PB0=2.0×105pa．现对B部分气体加热，使活塞上升，保持A部分气体的温度不变，使A部分气体的体积减小为原来的2/3．求此时： （1）A部分气体的压强PA． （2）B部分气体的温度TB． PA=1.5×105Pa TB=500K A B 分析：A气体做等温变化， B气体三个参量均发生变化 A、B之间的联系： 1、体积之和不变 2、压强差不变 练习：护士为病人输液时，必须排尽输液管中的空气，否则空气泡进入血管后会随着血液向前流动， 而当流到口径较细的血管时，会出现“栓塞”阻碍血液的流动，造成严重的医疗事故。某病人的体温为37℃，舒张压为80mmHg，收缩压为120mmHg，假设一护士在为病人输液时，一时疏忽将一个大气压，体积