理想气体的状态方程解析.ppt

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1、第三节　理想气体的状态方程第八章学习目标定位※了解理想气体模型※※掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题理想气体1．理想气体在________温度、________压强下都严格遵从气体实验定律的气体。2．理想气体与实际气体任何任何理想气体是不存在的.1、在常温常压下,大多数实际气体,尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体.2、在温度不低于负几十摄氏度,压强不超过大气压的几倍时,很多气体都可当成理想气体来处理.一、理想气体1．含义为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理想气体。2．特点(1)严格遵守气体实验定

2、律及理想气体状态方程。(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点。(3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关。二.推导理想气体状态方程对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、T来描述，且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说：若其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（p1，V1，T1），经过某变化过

3、程，到末状态时各状态参量变为（p2，V2，T2），这中间的变化过程可以是各种各样的.假设有两种过程：第一种：从（p1，V1，T1）先等温并使其体积变为V2，压强随之变为pc，此中间状态为（pc，V2，T1）再等容并使其温度变为T2，则其压强一定变为p2，则末状态（p2，V2，T2）。第二种：从（p1；V1，T1）先等容并使其温度变为T2，则压强随之变为p′c，此中间状态为（p′c，V1，T2），再等温并使其体积变为V2，则压强也一定变为p2，也到末状态（p2，V2，T2）。根据玻意耳定律和查理定律，分别按两种过程，自己推导理想气体状态过程。（即要求找出p1、V1、T1与p2、V2、T2间的等量

4、关系。）理想气体状态方程体积比值恒量质量特别提醒：(1)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。(2)在涉及到气体的内能、分子势能问题中要特别注意是否为理想气体，在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当作理想气体处理，但这时往往关注的是是否满足一定质量。某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔中的温度为37℃，压强为1.1标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为0.5L，温度为0℃，压强近似等于1标准大气压。求这部分气体在口腔内的体积。答案：0.52L三、一定质量的理想气体的各种图象(盐城市2013～2014学年高二下学期期末)如图甲所

5、示，一定质量理想气体的状态沿1→2→3→1的顺序作循环变化，若用V－T或p－V图象表示这一循环，乙图中表示可能正确的选项是()答案：D解析：在p－T图象中1→2过原点，所以1→2为等容过程，体积不变，而从2→3气体的压强不变，温度降低，3→1为等温过程，D正确。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。理想气体状态方程的应用解析：(1)封闭气体的压强与水银柱的压强之和等于大气压强。(2)首先应确定初末状态各状态参量，明确哪些

6、量已知，哪些量未知，然后列方程求解。初状态：p1＝(758－738)mmHg＝20mmHg，V1＝80Smm3(S是管的横截面积)T1＝(273＋27)K＝300K(山东省实验中学2014～2015学年高三模拟)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化，如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T0＝300K，压强p0＝1atm，封闭气体的体积V0＝3m3。如果将该汽缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理

7、想气体。求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深的海水产生的压强)。答案：2.8×10－2m3使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。(1)已知气体在状态A的温度TA＝300K，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在图乙中画成体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)。