高二物理竞赛气体的物态方程课件

§1、

气体的物态方程描述处于平衡态的气体的状态参量T、V、p等所满足的函数关系称气体的状态方程或物态方程。简单热力学系统物态方程的一般形式：一、理想气体的状态方程1.三个实验定律

一定质量的气体在温度保持不变时，其压强和体积的乘积是一个常数：○玻意耳(Boyle)---马略特(Mariotte)定律例题选讲：

在1atm下，一只温度计测冰水混合物的示数为-0.2°,测沸水的示数为101.5°,求(1)沸点为78.3℃的酒精,用此温度计测,示数为多少？(2)用此温度计测乙醚沸点的示数为34.8°,实际乙醚沸点为多少摄氏度？(3)什么范围内可认为此温度计读数准确(误差小于0.1℃)？本节作业：P.31＃1、＃6、＃9○盖·吕萨克（Gay-Lussac)定律：在压强p不变的情形下，一定量气体的体积V随温度t作线性变化：

○查理(Charles)定律：在体积V不变的情况下，一定量气体的压强p随温度t作线性变化：

(条件：压强不太高，温度不太低)理想气体物态方程依定压气体温标设水的三相点对应则任一温度时在，有故由摩尔数气体体积，则

阿伏伽德罗定律：在相同的温度和压强下，1mol的任何气体的体积相同。对各种气体都一样，是普适气体常数故R称普适气体常数，描述1mol气体行为的普适常量。（标准状态：0℃，一标准大气压）理想气态方程：利用可得讨论：(1)依据为两个实验定律及理想气体温标的定义；(3)严格遵守的气体称理想气体。(2)近似程度高，则严格遵守；○是理想化模型，是各种实际气体在压强p趋于零时的极限情况。宏观定义○压强不太大，温度不太低(与常温、常压相比)情况下，许多实际气体都近似地遵守这个状态方程。掌握了理想气体的规律，便能较方便地研究真实气体的情况。（1）明确哪些理想气体系统为研究对象；（2）明确系统所处的平衡态，确定对应的p、V、T的值；（3）如果研究的是两个以上的系统，还要找出系统与系统之间的联系；（如：V或m）（4）根据系统状态变化的特征和状态方程求解。应用理想气体状态方程的解题思路：例题选讲P.20例3说明：解题中理清各步的十分重要。ABCVAVBmBT0T0T如图所示，若测得此时B的压强读数为p,求待测温度T。（已知P0、T0、VA，VB）解：测温后测温前压力表B测温泡A解得：mA+ΔmmB-ΔmmA思考1：（P.30思考题＃17）

人坐在充气橡皮艇里，艇浸入水中一定深度。到夜晚温度降低了，但大气压强不变，问艇浸入水中的深度将怎样变化？

人和艇的重量即为艇所排开水的重量。因此，白天和夜晚艇所排开水的体积不变。由于艇内所充气体的量不变，大气压不变，则所充气体的压强p也不变（忽略橡皮艇本身弹力的变化）。因此，从理想气体状态方程知当夜晚温度T降低后，充气橡皮艇体积V便缩小。为了使艇排开水的体积保持不变，所以到了夜晚，艇浸入水中的深度将增加。思考2：一年四季大气压强一般差别不大，为什么在冬天空气的密度比较大？

假定M为空气的平均摩尔质量，对一定体积V来说，当压强p不变时，温度越低，则m越大。换句话说，把空气近似看作理想气体，当温度低的冬天，大气压强p

差别不大时，空气的密度比较大。混合理想气体状态方程依有令混合气体的总物质的量则讨论：①混合理想气体状态方程与化学纯理想气体方程类似②引入平均摩尔质量混合气体的总质量则平均摩尔质量则混合气体状态方程令混合气体摩尔数:例题选讲比分别为74%、18%和8%，试求：混合气体的平均摩尔质量和标准状