选修3-3理想气体的状态方程

1、理想气体的状态方程,复习,【问1】三大气体实验定律内容是什么？,公式： pV =C1,2、査理定律：,公式：,1、玻意耳定律：,3、盖-吕萨克定律：,公式：,【问2】这些定律的适用范围是什么？,温度不太低，压强不太大.,一.理想气体,设想有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”,实际理想气体具有那些特点呢？,1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。,2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。,3、不考虑分子大小、不考虑分子力及分子势能 只考虑分子动能,一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 与气体的体积无关.,一定质量的

2、理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关.,4、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子力做功，没有分子势能，于是理想气体的内能只有分子动能。,3、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，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。,【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？,P24页，思考与讨论， 你来推导，试试看,如图示，一定质量的某种理想气体 从A到B经历了一个等温过程， 从B到C经历了一个等容过程。 分别用pA、VA、TA 和pB、VB、TB 以及pC、VC、TC 表示气体在A、B、C

3、三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？,推导过程,从AB为等温变化：由玻意耳定律,pAVA=pBVB,从BC为等容变化：由查理定律,又TA=TB VB=VC,解得：,二、理想气体的状态方程,1、内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T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。,2、公式：,或,3、使用条件:,一定质量的某种理想气体.,4、推论：,（1）气体密度式,（2）分压定律（一定质量的气体分成n份）,关于理想气体的性质，下列说法中正确的是( ) A理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B理想气体的存在是一种人为规

4、定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高 D氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体,ABC,例题一:,注意方程中各物理量的单位 T必须是热力学温度， 公式两边中p和V单位必须统一，但不一定是国际单位,例题2:一水银气压计中混进了空气，因而在27，外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至-3时，这个气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？,T1=273+27=300 K,T2=270K,得： p=762.2 mmHg,解：以混进水银气压计的空气为

5、研究对象,初状态：,末状态：,由理想气体状态方程得：,如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线AB变化到B，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是（ ）,练习：,A、不断增大,B、不断减小,C、先减小后增大,D、先增大后减小,D,【例3】如图1，一端封闭、粗细均匀的U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中当温度为280 K时，被封闭的气柱长L22 cm，两边水银柱高度差 h16 cm，大气压强p076 cmHg. (1)为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？ (2)封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为

6、多少？,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,【例4】(多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中ab与竖直轴平行，bc的延长线通过原点，cd与水平轴平行，da与bc平行，则() Aab过程中气体温度不变 Bab过程中气体体积减少 Cbc过程中气体体积保持不变 Dda过程中气体体积增大 答案ACD,5、一定质量的理想气体，由状态A沿直线变化到状态C，如图所示，则气体在A、B、C三个状态中的温度之比为（ ） A. 1:1:1 B. 1:2:3 C. 3:4:3 D. 4:3:4,C,6.一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭

7、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A，即ABCA(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，这一过程称为一个循环，则：,(1)由AB，气体分子的平均动能_(填“增大”、“减小”或“不变”) (2)由BC，气体的内能_(填“增大”、“减小”或“不变”),答案：(1)增大(2)减小,【例7】用销钉固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VAVB21，如图所示，起初A中有温度为127 、压强为1.8105 Pa的空气，B中有温度为27 、压强为1.2105 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，最后两部分空气都变成室温27 ，活塞也停住，求最后A

8、、B中气体的压强,【例8】氧气瓶的容积是40L，其中氧气的压强是130atm，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1 atm的氧气400 L，这瓶氧气能用几天？假定温度不变 答案12天,9.如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为S2103 m2、质量为m4 kg、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离为24 cm，在活塞的右侧12 cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K，大气压强p01.0105 Pa.现将汽缸竖直放置，如图乙所示，取g10 m/s2.求： (1)活塞与汽缸底部 之间的距离； (2)加热到675 K时封 闭气体的压强,10.U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，大气压为76 cmHg.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4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图2所示现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： (1)粗管中气体的最终压强； (2)活塞推动的距离,小结：,一、理想气体：,在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体