选修3-3理想气体的状态方程PPT精品文档

1、.1.2公式：公式： pV =C12CTp 公式：公式：3C TV 公式：公式：.3一一. .理想气体理想气体 设想有这样一种气体，它在设想有这样一种气体，它在任何温度任何温度和和任何压任何压强强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体实验定律气体实验定律, ,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”1 1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。、理想气体是不存在的，是一种理想模型。2 2、在温度不太低、在温度不太低, ,压强不太大时实际气体都压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。可看成是理想气体。3 3、不考虑分子大小、不考虑分子力及分子势能、不考虑分子大小、不考虑分子力及分

2、子势能 只考虑分子动能只考虑分子动能.44、从能量上说：理想气体的微观本质是、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了忽略了分子力分子力，没有分子力做功，没有分子力做功，没有分子势能没有分子势能，于于是是理想气体的内能只有分子动能。理想气体的内能只有分子动能。3 3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，碰撞外无其他作用力，即它，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。.5P24页，思考与讨论，你来推导，试试看.6如图示，一定质量的某种理想气体如图示，一定质量的某种理想气体从从A到到B经历了一个等

3、温过程，经历了一个等温过程，从从B到到C经历了一个等容过程。经历了一个等容过程。分别用分别用pA、VA、TA和和pB、VB、TB以及以及pC、VC、TC表示气体在表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，三个状态的状态参量，那么那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？状态的状态参量间有何关系呢？0 pV TA=TB.7从从AB为等温变化：由玻意耳定律为等温变化：由玻意耳定律p pA AV VA A=p=pB BV VB B从从BC为等容变化：由查理定律为等容变化：由查理定律0pVBCBCpp=TTCCCAAATVpTVp 又又TA=TB VB=VC解得：解得：.8二、理想气体的状态方程二、理想气体

4、的状态方程1 1、内容：、内容：一定质量一定质量的某种理想气体在从一个状态变的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。2、公式：、公式：112212pVp V=TT或或pVCT3、使用条件、使用条件: :.9.104 4、推论：、推论：121 122ppTT（1 1）气体密度式）气体密度式（2 2）分压定律（一定质量的气体分成）分压定律（一定质量的气体分成n n份）份）001 122nn012VVVV nppppTTTT.11 关于理想

5、气体的性质，下列说法中关于理想气体的性质，下列说法中正确的是正确的是( )A理想气体是一种假想的物理模型，理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在实际并不存在B理想气体的存在是一种人为规定，理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气它是一种严格遵守气体实验定律的气体体C一定质量的理想气体，内能增大，一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高其温度一定升高D氦是液化温度最低的气体，任何情氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体况下均可视为理想气体ABC.12例题一例题一: :注意方程中各物理量的单位注意方程中各物理量的单位T必须是热力学温度，必须是热力学温度，公

6、式两边中公式两边中p和和V单位必须统一，但不一定是国际单位单位必须统一，但不一定是国际单位.13.14 一水银气压计中混进了空气，因而在一水银气压计中混进了空气，因而在27，外界大气压为，外界大气压为758758mmHg时，这个水银气时，这个水银气压计的读数为压计的读数为738738mmHg，此时管中水银面距管，此时管中水银面距管顶顶8080mm，当温度降至，当温度降至-3时，这个气压计的读时，这个气压计的读数为数为743743mmHg，求此时的实际大气压值为多少，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？毫米汞柱？.15T1=273+27=300 KT2=270K得：得： p=762.2 mmHg

7、112212pVp VTT20 80(743)75300270SpS即1011120, 80PPghmmHgVl SS22222(743), 75PPgh hmmHgVl SS.16如图所示，一定质量的理想气体，由状态如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线沿直线AB变化到变化到B，在此过程中，气体分，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是（子的平均速率的变化情况是（ ）练习：练习：V/L1231230p/atmABCA、不断增大、不断增大B、不断减小、不断减小C、先减小后增大、先减小后增大D、先增大后减小、先增大后减小D.17【例例3】如图如图1，一端封闭、粗细均匀，一端封闭、粗细均

8、匀的的U形玻璃管开口向上竖直放置，管形玻璃管开口向上竖直放置，管内 用 水 银 将 一 段 气 体 封 闭 在 管内 用 水 银 将 一 段 气 体 封 闭 在 管中当温度为中当温度为280 K时，被封闭的气时，被封闭的气柱长柱长L22 cm，两边水银柱高度差，两边水银柱高度差 h16 cm，大气压强，大气压强p076 cmHg.(1)为使左端水银面下降为使左端水银面下降3cm，封闭，封闭气体温度应变为多少？气体温度应变为多少？ (2)封闭气体的温度重新回到封闭气体的温度重新回到280K后，后，为使封闭气柱长度变为为使封闭气柱长度变为20cm，需向，需向开口端注入的水银柱长度为多少？开口端注入

9、的水银柱长度为多少？.18 1一定质量的理想气体的各种图象三、理想气体状态方程与气体图象三、理想气体状态方程与气体图象.19.20【例例4】(多选多选)一定质量理想气体的状态经历一定质量理想气体的状态经历了如图所示的了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中四个过程，其中ab与竖直轴平行，与竖直轴平行，bc的延长线通过原点，的延长线通过原点，cd与与水平轴平行，水平轴平行，da与与bc平行，则平行，则()Aab过程中气体温度不变过程中气体温度不变Bab过程中气体体积减少过程中气体体积减少Cbc过程中气体体积保持不变过程中气体体积保持不变Dda过程中气体体积增大过程中气体体积增大答案答案A

10、CD.215、一定质量的理想气体，由状态、一定质量的理想气体，由状态A沿直线变化到沿直线变化到状态状态C，如图所示，则气体在，如图所示，则气体在A、B、C三个状态三个状态中的温度之比为（中的温度之比为（ ） A. 1:1:1 B. 1:2:3 C. 3:4:3 D. 4:3:4C.226.一定质量的理想气体，由初始状态一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态又回到初始状态A，即，即ABCA(其中其中BC与纵与纵轴平行，轴平行，CA与横轴平行与横轴平行)，这一过程称为一个循环，这一过程称

11、为一个循环，则：则：(1)由由AB，气体分子的平均动能，气体分子的平均动能_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)( 2 ) 由由 B C ， 气 体 的 内 能， 气 体 的 内 能_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)答案：(1)增大(2)减小.23【例例7】用销钉固定的活塞把容器分成用销钉固定的活塞把容器分成A、B两部两部分，其容积之比分，其容积之比VA VB2 1，如图所示，起，如图所示，起初初A中有温度为中有温度为127 、压强为、压强为1.8105 Pa的空的空气，气，B中有温度为中有温度为27 、压强为、压强为1.2105 Pa的空的空气，拔去销钉，使活

12、塞可以无摩擦地移动但不漏气，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，最后两部分空气都变气，由于容器壁缓慢导热，最后两部分空气都变成室温成室温27 ，活塞也停住，求最后，活塞也停住，求最后A、B中气体中气体的压强的压强.24【例例8】氧气瓶的容积是氧气瓶的容积是40L，其中氧气的压，其中氧气的压强是强是130atm，规定瓶内氧气压强降到，规定瓶内氧气压强降到10 atm时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用1 atm的氧气的氧气400 L，这瓶氧气能用几天？假，这瓶氧气能用几天？假定温度不变定温度不变答案答案12天天.259.如图如图甲

13、所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为缸水平放置，横截面积为S2103 m2、质量为、质量为m4 kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为离为24 cm，在活塞的右侧，在活塞的右侧12 cm处有一对与汽缸处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为固定连接的卡环，气体的温度为300 K，大气压强，大气压强p01.0105 Pa.现将汽缸竖直放置，如图乙所示，现将汽缸竖直放置，如图乙所示，取取g10 m/s2.求：求：(1)活塞与汽缸底部活塞与汽缸底部之间的距离；之间的距离；(2)加热到加热到675 K时封时封闭气体的压强闭气体的压强.2610.U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气，封闭管内空气柱长为柱长为11 cm，如图，如图2所示现在开口端用小活塞封所