高中物理 第八章 气体 专题8.3 理想气体的状态方程课件 新人教版选修3-3
20页1、理想气体的状态方程,历史回顾,【问题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:,【问题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,假设有这样一种气体,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”。,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。,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.,4、从能量上说:理想气体的微观本质是忽略了分子力,没有分子势能,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。,思考与讨论,如图所示,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
2、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.,注:恒量C由理想气体的质量和种类决定,即由理想气体的物质的量决定,例题一:,【例题2】(课本25页第3题改编) 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?,p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 K,T2=273+(-3)=270K,解得: p=762.2 mmHg,p2=p-743mmHg V2=(738+80)S-743S=75Smm3,解:以混进水银气压计的空气为研究对象,初状态:,末状态:,由理想气体状态方程得:,答案
3、,例3 教材P25第1题改编 对一定质量的气体来说,下列几点能做到的是 A.保持压强和体积不变而改变它的温度 B.保持压强不变,同时升高温度并减小体积 C.保持温度不变,同时增加体积并减小压强 D.保持体积不变,同时增加压强并降低温度,例4 (多选)(2016全国卷33(1)关于气体的内能,下列说法正确的是 A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同 B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大 C.气体被压缩时,内能可能不变 D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加,答案,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,设 为1mol理想气体在标准状态下的 常量,叫做摩尔气体常量,注意:R的数值与单位的对应,P(atm),V (L): R=0.082 atmL/molK,P(Pa),V (m3): R=8.31 J/molK,一摩尔理想气体的状态方程 :,5、摩尔气体常量:,三、克拉珀龙方程,对某种理想气体,设摩尔质量为M,质量为m,则该气 体的摩尔数为 ,这部分气体在标准状态下占 体积,由 可得,对实际气体只要温度不太低,压强不太大就可应用克拉珀龙方程解题 克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程,它联系着某一确定状态下,各物理量的关系,克拉珀龙方程虽然是从气体实验定律逐步推导而得,但它是反映气体性质,联系状态参量更为一般的形式,即: 或,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实验定律的气体,二、理想气体的状态方程,或,注:恒量C由理想气体的质量和种类决定,即由气体的物质的量决定,气体密度式:,三、克拉珀龙方程,或,摩尔气体常量:,P(atm),V (L): R=0.082 atmL/molK,P(Pa),V (m3): R=8.31 J/molK,
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