理想气体的状态方程(公开课).pptVIP

一般状态变化图象的处理方法 基本方法，化“一般”为“特殊”，如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A→B→C→A. 在V-T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程pA′＜pB′＜pC′，即pA＜pB＜pC，所以A→B压强增大，温度降低，体积缩小B→C温度升高，体积减小，压强增大，C→A温度降低，体积增大，压强减小. 理想气体状态方程的应用 如图所示为粗细均匀、一端封闭一端开口的U形玻璃管．当t1＝31 ℃，大气压强为p0＝76 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭气柱长l1＝8 cm.求： (1)当温度t2等于多少摄氏度时，左管气柱l2为9 cm? (2)当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱仍为8 cm，则应在右管加入多长的水银柱？ 【答案】　见解析 【方法总结】 应用理想气体状态方程解题的一般思路 (1)确定研究对象(某一部分气体)，明确气体所处系统的力学状态． (2)弄清气体状态的变化过程． (3)确定气体的初、末状态及其状态参量，并注意单位的统一． (4)根据题意，选用适当的气体状态方程求解．若非纯热学问题，还要综合应用力学等有关知识列辅助方程． (5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义． 用销钉固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VA∶VB＝2∶1，如图所示，起初A中有温度为127 ℃、压强为1.8×105 Pa的空气，B中有温度为27 ℃，压强为1.2×105 Pa的空气，拔去销钉，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器壁缓慢导热，最后都变成室温27 ℃，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强． 答案：1.3×105 Pa 用理想气体状态方程解决变质量问题 房间的容积为20 m3，在温度为7 ℃、大气压强为9.8×104 Pa时，室内空气质量是25 kg.当温度升高到27 ℃，大气压强变为1.0×105 Pa时，室内空气的质量是多少？ 【解析】　室内气体的温度、压强均发生了变化，原气体的体积不一定再是20 m3，可能增大有气体跑出，可能减小有气体流入，因此仍以原25 kg气体为研究对象，通过计算才能确定． 气体初态：p1＝9.8×104 Pa，V1＝20 m3，T1＝280 K. 末态：p2＝1.0×105 Pa，体积V2，T2＝300 K. 【答案】　23.8 kg 【方法总结】 在处理气体质量变化的问题时，可想像“放出”或“漏掉”的气体与剩余的气体状态相同，利用理想气体状态方程就可以确定剩余气体与“放出”或“漏掉”气体的体积、质量关系，从而确定剩余气体与原有气体间的状态变化关系． 贮存筒内压缩气体的温度是27 ℃，压强是20 atm，从筒内放出一半质量的气体后，并使筒内剩余气体的温度降低到12 ℃，求剩余气体的压强为多大？ 答案：9.5 atm 气体状态变化的图象问题 如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0.A、B之间的容积为0.1V0，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3 K．求： (1)活塞刚离开B处时的温度TB. (2)缸内气体最后的压强p3. (3)在图中画出整个过程的p-V图线． (3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强增大到p2＝p0达到状态2，再由状态2先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到1.1V0后再等容升温，使压强达到1.1p0. 【答案】　(1)330 K　(2)1.1p0　(3)见解析 【方法总结】 理想气体状态方程的解题技巧 (1)挖掘隐含条件，找出临界点，临界点是两个状态变化过程的分界点，正确找出临界点是解题的基本前提，本题中活塞刚离开B处和刚到达A处是两个临界点． (2)找到临界点，确定临界点前后的不同变化过程，再利用相应的物理规律解题，本题中的三个过程先是等容变化，然后是等压变化，最后又是等容变化． 使一定质量的理想气体按图中箭头的顺序变化，图线BC是一段双曲线． (1)已知气体在状态A的温度TA＝300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？ (2)将上述状态变化过程改画成V-T图，并标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化方向．说明每段图线各表示什么过程． (2)在V-T图中将A、B、C、D四点的V、T值分别描绘在图上，则其V-T图如下图所示．AB过程是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程． 答案：见解析 1.对于理想气体下列哪些说法是不正确的(　　) A．理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型 B．理想气体的分子