理想气体状态方程.优秀PPT.ppt

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1、志向气体状态方程志向气体状态方程 探讨对象探讨对象 热运动热运动:构成宏观物体的大量微观粒子的永不构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规运动休止的无规运动.热现象热现象:与温度有关的物理性质的变更。与温度有关的物理性质的变更。单个单个分子分子 无序、具有偶然性、遵循力学规律无序、具有偶然性、遵循力学规律.研究对象特征研究对象特征整体（大量分子）整体（大量分子）听从统计规律听从统计规律.宏宏观量：观量：表示大量分子集体特征的物理量（可直表示大量分子集体特征的物理量（可直接测量）接测量）,如如 等等.微微观量：观量：描述个别分子运动状态的物理量（不可描述个别分子运动状态的物理量（不可直接测量）

2、，如分子的直接测量），如分子的 等等.宏宏观量观量微微观量观量统计平均统计平均 探讨方法探讨方法1.热力学热力学 宏宏观观描述描述 试验阅历总结，试验阅历总结，给出宏观物体热现象的规律，给出宏观物体热现象的规律，从能量观点动身，分析探讨物态变更过程中热功转从能量观点动身，分析探讨物态变更过程中热功转换的关系和条件换的关系和条件.1）具有牢靠性；）具有牢靠性；2）应用宏观参量）应用宏观参量.特点特点2.气体动理论气体动理论 微微观描述观描述 探讨大量数目的热运动的粒子系统，应用模探讨大量数目的热运动的粒子系统，应用模型假设和统计方法型假设和统计方法.两种方法的关系两种方法的关系气体动理论气体动理

3、论热热力学力学相辅相成相辅相成 1）揭示宏观现象的本质；）揭示宏观现象的本质；2）有局限性，与实际有偏差，不行随意推广）有局限性，与实际有偏差，不行随意推广.特点特点8-1 8-1 志向气体的压强公式志向气体的压强公式志向气体的压强公式志向气体的压强公式一、压强的产生一、压强的产生 密集雨点对雨伞密集雨点对雨伞的冲击力的冲击力大量气体分子对器壁持续不大量气体分子对器壁持续不断的碰撞产生压力断的碰撞产生压力气体分子气体分子器器壁壁单个分子碰撞器壁的作用力是不连续的、偶然的、不匀整单个分子碰撞器壁的作用力是不连续的、偶然的、不匀整的。从总的效果上来看，一个持续的平均作用力。的。从总的效果上来看，一

4、个持续的平均作用力。单个分子单个分子多个分子多个分子平均效果平均效果 气体对器壁的压强是大量分子对容器不断碰撞的气体对器壁的压强是大量分子对容器不断碰撞的统计平均统计平均每个分子对器壁每个分子对器壁dA的作用的作用全部分子对器壁全部分子对器壁dA的作用的作用志向气体的压强公式志向气体的压强公式二、步骤二、步骤三推导志向气体的压强公式三推导志向气体的压强公式分子总数分子总数N N按速度区间分为若干组按速度区间分为若干组1.1.确定探讨对象确定探讨对象（碰撞是完全弹性的）（碰撞是完全弹性的）分子受到的冲量：分子受到的冲量：2.求每个分子对器壁的作用求每个分子对器壁的作用依据动量定理：依据动量定理：

5、依据牛顿第三定律：依据牛顿第三定律：3.全部分子对器壁全部分子对器壁dA的作用的作用dt时间内能遇到时间内能遇到dA上的分子数为：上的分子数为：这些分子在这些分子在dt时间内对时间内对dA总的冲量：总的冲量：全部分子对器壁的总冲量：全部分子对器壁的总冲量：4.志向气体的压强公式志向气体的压强公式平衡态下平衡态下分子的平均平动动能分子的平均平动动能温度的宏观定义：温度的宏观定义：表征物体的冷热程度表征物体的冷热程度 A、B 两体系互不影响两体系互不影响各自达到平衡态各自达到平衡态A、B 两体系达到共同两体系达到共同的热平衡状态的热平衡状态AB绝热板绝热板初初态态 AB导热板导热板末末态态 ABC

6、若若 A 和和 B、B 和和 C 分别热平衡，分别热平衡，则则 A 和和 C 确定热平衡。确定热平衡。（热力学第零定律）（热力学第零定律）处在相互热平衡状态的多个系统拥有某一处在相互热平衡状态的多个系统拥有某一共同的宏观物理性质共同的宏观物理性质 温度温度温标：温度的数值表示方法。温标：温度的数值表示方法。摄氏温标、热力学温标摄氏温标、热力学温标一、温度的统计说明一、温度的统计说明温度是气体分子平均平动动能大小的量度温度是气体分子平均平动动能大小的量度 温度的统计说明温度的统计说明温度的统计说明温度的统计说明宏观可测量量宏观可测量量微观量的统计平均值微观量的统计平均值分子的平均平动动能分子的平

7、均平动动能一、状态参量的含义一、状态参量的含义1.压强压强P 从力学角度描写气体状态的物理量。从力学角度描写气体状态的物理量。单位面积的压力。单位面积的压力。国际单位：国际单位：牛顿牛顿/米米2，Nm-2,帕（帕（Pa）1 Pa=1 Nm-2,常用单位：常用单位：大气压，大气压，atm其它单位：其它单位：厘米厘米汞柱，汞柱，cmHg托，托，Torr2.体积体积 V 从几何角度描写气体状态的物理量。从几何角度描写气体状态的物理量。-气体分子气体分子活动的空间活动的空间体积。体积。对于志向气体分子大小不计，分子活对于志向气体分子大小不计，分子活动的空间体积就是容器的体积。动的空间体积就是容器的体积

8、。国际单位：国际单位：米米3，m3常用单位：常用单位：升，升，l3.温度温度T 从热学角度描写气体状态的物理量。从热学角度描写气体状态的物理量。国际单位：确定温标国际单位：确定温标 T 开，开，k常用单位：常用单位：摄氏温标摄氏温标 t 度，度，二、理想气体状态方程二、理想气体状态方程1.什么是理想气体什么是理想气体 志向气体是一种志向化的模型，它的志向气体是一种志向化的模型，它的模型有两种。模型有两种。宏观模型宏观模型温度不太低温度不太低压强不太高压强不太高微观模型微观模型分子间的作用力不计分子间的作用力不计分子的体积不计分子的体积不计两种模型是等价的，当气体的压强较低时，两种模型是等价的，

9、当气体的压强较低时，气体较淡薄，分子间的距离较大，则分子气体较淡薄，分子间的距离较大，则分子间的作用力可忽视不计，且分子间的距离间的作用力可忽视不计，且分子间的距离远远大于分子本身的线度，分子的体积也远远大于分子本身的线度，分子的体积也可忽视不计。可忽视不计。2.什么是热平衡态什么是热平衡态 在外界条件确定的状况下，系统内部在外界条件确定的状况下，系统内部各处匀整一样，宏观性质不随时间各处匀整一样，宏观性质不随时间 t 变更。变更。例如：在一个容器中间，例如：在一个容器中间，有一隔板，一边为真空，有一隔板，一边为真空，另一边盛有气体，假如另一边盛有气体，假如外界条件不变的状况下，外界条件不变的

10、状况下，气体处于热平衡态，气体处于热平衡态，当抽出隔板后，右边的当抽出隔板后，右边的气体向左边扩散，气体气体向左边扩散，气体密度不匀整，气体处于密度不匀整，气体处于非平衡态，经过一段时非平衡态，经过一段时间后，内部匀整一样，间后，内部匀整一样，达到新的热平衡态。达到新的热平衡态。隔板隔板真空真空 志向气体处于热平衡态下时，各状态志向气体处于热平衡态下时，各状态参量之间的关系。参量之间的关系。1.摩尔数：摩尔数：气体质量气体质量摩尔质量摩尔质量单位：摩尔，单位：摩尔，mol2.普适气体恒量普适气体恒量 R1摩尔气体在标准状态下：摩尔气体在标准状态下：或或由志向气体状态方程由志向气体状态方程:分子

11、的质量为分子的质量为 m0，分子数为，分子数为 N，气体质量：气体质量：摩尔质量：摩尔质量：N0为阿伏加德罗常数，为阿伏加德罗常数，其中其中k为玻尔兹曼常数为玻尔兹曼常数为分子数密度为分子数密度三、适用条件三、适用条件三、适用条件三、适用条件.志向气体.处在热平衡态处在热平衡态志向气体状态方程志向气体状态方程.志向气体.处在热平衡态处在热平衡态气体定律气体定律.质量不变质量不变.同种气体同种气体四、注意几点四、注意几点四、注意几点四、注意几点1.志向气体状态方程：单位要配套运用2.气体定律：方程两边单位统一气体定律：方程两边单位统一 五、应用举例五、应用举例五、应用举例五、应用举例例：一氧气瓶

12、盛有体积为例：一氧气瓶盛有体积为 V1=30l，压强，压强为为 P1=130 atm的氧气，若压强下降到的氧气，若压强下降到P2=10 atm,就应停止运用重新灌气，有就应停止运用重新灌气，有一车间每天用掉一车间每天用掉 P3=1 atm、V3=40 l 的氧气，问这瓶氧气能用几天？设运用中的氧气，问这瓶氧气能用几天？设运用中温度不变。温度不变。解：由志向气体状态方程：解：由志向气体状态方程：有有原氧气瓶内质量原氧气瓶内质量氧气瓶剩余质量氧气瓶剩余质量每天运用氧气质量每天运用氧气质量运用的天数运用的天数例例:（1 1）在一个具有活塞的容器中盛有确定的气体。）在一个具有活塞的容器中盛有确定的气体。假如压缩气体并对它加热，使它的温度从假如压缩气体并对它加热，使它的温度从270C270C升到升到1770C1770C，体积削减一半，求气体压强变更多少？，体积削减一半，求气体压强变更多少？（2 2）这时气体分子的平均平动动能变更多少？）这时气体分子的平均平动动能变更多少？解：解：