理想气体状态方程的应用.ppt

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1、理想气体状态方程的应用【问题【问题1 1】三大气体实验定律】三大气体实验定律 P1V1=P2V22 2、等容査理定律：、等容査理定律：1 1、等温玻意耳定律：、等温玻意耳定律：3 3、等压盖、等压盖-吕萨克定律：吕萨克定律：理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 【问题【问题2 2】气态方程的适用条件是什么？】气态方程的适用条件是什么？温度不太低，压强不太大，可看成理性气体温度不太低，压强不太大，可看成理性气体理想气体是理想模型，不考虑分子势能理想气体是理想模型，不考虑分子势能 【问题【问题3 3】对于一定质量理想气体的】对于一定质量理想气体的P-VP-V、P-TP-T、V-TV-T图像

2、，图像，你能从中获取气体的你能从中获取气体的各个状态量各个状态量和和状态之间的变化状态之间的变化吗？吗？等温：等温：等容：等容：等压：等压：理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 类型一：气体图像问题类型一：气体图像问题 【练习【练习1 1】一定质量理想气体，状态变化过程如图一定质量理想气体，状态变化过程如图5 5中中ABCABC图线所示，图线所示，其中其中BCBC为一段双曲线若将这一状态变化过程表示在为一段双曲线若将这一状态变化过程表示在p-Tp-T图或图或V-TV-T图中，下列选项正确的是图中，下列选项正确的是()AC理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 类型一：气体图像问题

3、类型一：气体图像问题 【练习【练习2 2】下列】下列一定质量的理想气体，从图示的一定质量的理想气体，从图示的A A状态开始，经历了状态开始，经历了B B、C C，最后到，最后到DD状态，下列说法中正确的是（状态，下列说法中正确的是（）A A、ABAB温度升高，体积不变温度升高，体积不变B B、BCBC压强不变，体积变小压强不变，体积变小C C、CDCD压强变小，体积变大压强变小，体积变大DD、A A状态的温度最高，状态的温度最高，C C状态的体积最小状态的体积最小 A B C理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 类型一：气体图像问题类型一：气体图像问题 【练习练习3 3】如图，为质量恒

4、定的某种气体的】如图，为质量恒定的某种气体的P-TP-T图，图，A A、B B、C C三态三态中体积最大的状态是中体积最大的状态是()()A、A状态 B、B状态 C、C状态 D、条件不足，无法判断VAVBVCC【练习练习4 4】如图所示，长如图所示，长31cm31cm内径均匀的细玻璃管，开口向下竖直内径均匀的细玻璃管，开口向下竖直放置，齐口水银柱封住放置，齐口水银柱封住10cm10cm长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动内缓慢转动9090度后至开口端水平，发现空气长度变为度后至开口端水平，发现空气长度变为7.2cm7.2cm。然后。然后继续缓慢转动继续缓慢

5、转动9090度至开口向上。求：度至开口向上。求：（1 1）大气压强的值。）大气压强的值。（2 2）末状态时空气柱的长度。）末状态时空气柱的长度。理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 类型二：液柱（水银柱问题）中的密闭气体类型二：液柱（水银柱问题）中的密闭气体75cmHg 5.625cm 理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 【例【例1 1】一端开口的一端开口的UU形管内由水银柱封有一段空气柱，大气压强为形管内由水银柱封有一段空气柱，大气压强为76cmHg76cmHg，当气体温度为，当气体温度为2727时空气柱长为时空气柱长为8cm8cm，开口端水银面，开口端水银面比封闭端水银面

6、低比封闭端水银面低2cm,2cm,如下图所示，求：如下图所示，求：(1)(1)当气体温度上升到多少当气体温度上升到多少时，空气柱长为时，空气柱长为10cm?10cm?(2)(2)若保持温度为若保持温度为2727不变，在口端加入多长的水银柱能使空气柱不变，在口端加入多长的水银柱能使空气柱长为长为6cm?6cm?类型二：液柱（水银柱问题）中的密闭气体类型二：液柱（水银柱问题）中的密闭气体122.27 28.7cm 理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 【练习练习6 6】如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为5103m2，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为

7、 Pa（大气压强取1.01105Pa，g取10m/s2），若从初温27开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.50m缓慢地变为0.51m，则此时气体的温度为 。类型三：气缸中的密闭气体类型三：气缸中的密闭气体 活塞匀速上升，受力保持平衡，是等压过程！答案：答案：1.05105，33理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 类型三：气缸中的密闭气体类型三：气缸中的密闭气体 【例【例1 1】气缸高为h=1m（气缸厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有质量m=6kg、横截面积为S=10cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，已知大气压强为P0=1105Pa，当温度为t=27时，气柱长为：

8、L0=0.4m现用竖直向上的拉力F缓慢拉动活塞，求：（1）若拉动活塞过程中温度保持27，活塞到达缸口时拉力F的大小；（2）若活塞到达缸口时拉力大小为80N，此时缸内气体的温度答案：（答案：（1）96N，（2）375K类型四：充放气（变质量）问题类型四：充放气（变质量）问题 【例【例1 1】（】（充气充气）空气压缩机的储气罐中储有）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm1.0atm的空气的空气6L6L，现再充入现再充入1.0atm1.0atm的空气的空气9L9L，设充气过程温度不变，空气可看做理，设充气过程温度不变，空气可看做理想气体，求充气后储气罐中的气体压强？想气体，求充气后储气罐中的气体压强

9、？V1V1V2P0P0P1理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 类型四：充放气（变质量）问题类型四：充放气（变质量）问题 【变式】（【变式】（充气充气）空气压缩机的储气罐的容积为）空气压缩机的储气罐的容积为6L6L，已充满，已充满1.0atm1.0atm的空气，现用的空气，现用容积为容积为1L1L的的打气筒对其充气，要使储气罐中的气体压打气筒对其充气，要使储气罐中的气体压强变为强变为2.5atm2.5atm，设充气过程温度不变，需要打气多少次？，设充气过程温度不变，需要打气多少次？V1V1V P0P0P1V V V 1 12 23 3n n理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用

10、理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用 类型四：充放气（变质量）问题类型四：充放气（变质量）问题 【例【例2 2】（】（放气放气）容积为）容积为20L20L的钢瓶充满氧气后，压强为的钢瓶充满氧气后，压强为150atm150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L5L的真空小瓶中，若的真空小瓶中，若小瓶中充气后压强为小瓶中充气后压强为10atm10atm，分装过程中无漏气且温度不变，那，分装过程中无漏气且温度不变，那么最多能分装多少瓶？么最多能分装多少瓶？V1V1V P1P2P2V V V 1 12 23 3n n理想气体状态方程的应用理想气体

11、状态方程的应用 类型四：充放气（变质量）问题类型四：充放气（变质量）问题 【变式】【变式】氧气瓶的容积是氧气瓶的容积是40L40L，其中氧气的压强是，其中氧气的压强是130atm130atm，规定瓶，规定瓶内氧气压强降到内氧气压强降到10atm10atm时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用1atm1atm的氧气的氧气400 L400 L，若温度不变，这瓶氧气能用几天？，若温度不变，这瓶氧气能用几天？12天天【练习】某种喷雾器的贮液筒的总容积为【练习】某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L，如图所示，如图所示，装入装入6 L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，

12、与贮液筒相连的的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入活塞式打气筒每次能压入300 cm3,1 atm的空气，设整个过程的空气，设整个过程温度保持不变，求：温度保持不变，求：(1)要使贮气筒中空气的压强达到要使贮气筒中空气的压强达到4 atm，打气筒应打压几次，打气筒应打压几次？(2)在贮气筒中空气的压强达到在贮气筒中空气的压强达到4 atm时，打开喷嘴使其喷雾，时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？二、变质量问题二、变质量问题分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，分析变质量问题时，

13、可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，用理想气体状态方使这类问题转化为定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解程求解1打气问题打气问题向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题只要向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题的状态变化问题2抽气问题抽气问题从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题分析时，将每次抽气过程中抽出的气体属于变质量问题分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，总质量不变，故抽气过程可看和剩余气体作为研究对象，总质量不变，故抽气过程可看做是等温膨胀过程做是等温膨胀过程