高二物理竞赛非理想气体的状态方程课件.ppt

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1、1、非理想气体的状态方程讨论高压、低温条件下也实用的问题；以微观理论为基础，对气体结构简化假设；在某一特定狭小的p、T 范围内，依经验总结得出。1.范德瓦耳斯(Van der Waals)方程考虑 和 时，不能忽略分子间引力和斥力，对理想气体物态方程进行修正：1mol 范氏气体方程mol 范氏气体方程p：实际气体的压强 V：实际气体的体积混合理想气体的状态方程(1)道尔顿分压定律：混合理想气体的压强等于各组分的分压强之和。某组分的分压强：该组分单独存在时（它的温度、体积与混合气体的温度、体积相同的条件下）的压强。讨论：各种气体的a,b 值(称为范德瓦耳斯常量)，由实验测得。实际气体在相当大的压

2、强范围内更近似遵守范德瓦耳斯方程。例题选讲 P.25例5由理想气体状态方程得到的压强比由范氏气体方程得到的压强值大。1mol N2在等温压缩过程中的实验值和理论值的比较：$理论上把完全遵守此方程的气体称为范德瓦耳斯气体。实验值理论值p(atm)VmpVm(atm.l)(p+a/Vm2)(Vm-b)(atm.l)122.4122.4122.411000.222422.2422.405000.0623531.1822.677000.0532537.2722.659000.0482543.4322.4010000.0464046.4022.002.昂内斯(Onnes)方程在特定狭小的p、T范围内，用

3、级数表示气体状态方程：或其中A称第一位力系数、B称第二位力系数.讨论：(1)一般取前2项或前3项足够；(2)适应性强，被广泛应用。荷兰物理学家，于1908年首次液化氦气，又于1911年发现金属超导现象。他在研究永久性气体液化时，于1901年提出了描述真实气体的另一物态方程昂内斯方程。基本概念1.热现象、热运动、开放系统、封闭系统、孤立系统；2.热力学平衡态；3.温度、温标、经验温标、理想气体温标、热力学温标；4.理想气体基本规律1.热力学第零定律为建立为建立温度温度概念概念提供实验依据提供实验依据2.摄氏温标与其它温标的关系3.理想气体状态方程4.混合理想气体物态方程(1)道尔顿分压定律(2)

4、平均摩尔质量(3)混合理想气体状态方程5.非理想气体状态方程(1)范德瓦耳斯方程(2)昂内斯方程(4)定容气体温度计的测温属性是气体的压强。()(3)两只温度计用同种标度方法定标，用来测同一物体的温度，其数值必然相同。()(2)若系统同外界及系统内部各部分之间无热交换发生，系统一定处于平衡态。()三、基本技能1.把握概念，并作出正确判断。举例：判断和填空(1)系统状态参量不随时间变化的状态就是平衡态。()(5)一气缸中封闭一定质量的理想气体，则 使气体温度升高，可以同时使体积减小；()使气体温度升高，可以同时使压强增大；()使温度不变，可以同时使压强和体积增大；()当压强保持不变，温度升高，体

5、积减小。()(6)两个彼此处于热平衡的系统，它们的 相等。(7)建立一种经验温标需要选择 ；规定 ；并选定 。(8)某物温度恒定，用华氏温度计测得示数为167.0F,用摄氏温度计测得的示数应为 ，对应热力学温度应为 K。(9)给车胎打气，使其达到需要的压强，夏天打入的气体比冬天打入的气体 。温度测温物质及测温属性测温属性随温度变化的函数关系标准温度点少75348.15 2.运用其中知识解决实际问题 例1.一支刻度均匀的温度计，在水的冰点时示数为5，沸点时示数为95，用它去测量40的物体所得示数应为多少？例2.容器内贮有甲种理想气体2.0g，其压强为1atm，温度为27；然后加入同温度的乙种理想

6、气体3.0g，平衡时测得容器内混合气体压强为1.75atm，求甲、乙两种气体的摩尔质量之比。411:2 例3.（书P.3213）一氧气瓶的容积是32L，其中氧气的压强是130atm，规定瓶内氧气压强降到10atm时就得充气，以免混入其他气体而需洗瓶，今有一玻璃室，每天需用1.0atm氧气400L，问一瓶氧气能用几天。解：先作两点假设，（1）氧气可视为理想气体，（2）在使用氧气过程中温度不变。例4.抽气问题。用活塞式抽气泵对容积为V的容器抽气，若活塞往复一次，泵所抽气体体积为V，试问欲使容器中的压强从 p0降为p，活塞往复多少次？设气体温度始终不变。解：对于活塞式抽气泵，抽气机每打开一次阀门容器内的气体在等温条件下扩大了 ，因而压强有所降低。阀门关上以后容器内的气体的体积仍为 。下次又如此变化，从而建立递推关系。由玻-马定律知：活塞第一次运动活塞第二次运动活塞第n次运动