高中物理选修理想气体的状态方程课件.ppt

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1、【问题【问题1】三大气体实验定律内容是什么？】三大气体实验定律内容是什么？公式：公式：pV=C12 2、査理定律：、査理定律：、査理定律：、査理定律：公式：公式：1 1、玻意耳定律：、玻意耳定律：、玻意耳定律：、玻意耳定律：3 3、盖、盖、盖、盖-吕萨克定律：吕萨克定律：吕萨克定律：吕萨克定律：公式：公式：【问题【问题【问题【问题2 2 2 2】这些定律的适用范围是什么？】这些定律的适用范围是什么？】这些定律的适用范围是什么？】这些定律的适用范围是什么？温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大.【问题【问题【问题【问题3 3】如果某种气体的三个状

2、态参量】如果某种气体的三个状态参量】如果某种气体的三个状态参量】如果某种气体的三个状态参量（p p、V V、T T）都发生了变化，它们之间又）都发生了变化，它们之间又）都发生了变化，它们之间又）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？遵从什么规律呢？遵从什么规律呢？遵从什么规律呢？一一.理想气体理想气体 假设有这样一种气体，它在假设有这样一种气体，它在任何温度任何温度任何温度任何温度和和任何压强任何压强任何压强任何压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从能严格地遵从能严格地遵从气体实验定律气体实验定律,我们把这样的气体叫我们把这样的气体叫做做“理想气体理想气体理想气体理想气体”。理想气体具有那些特

3、点呢？理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？1 1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。、理想气体是不存在的，是一种理想模型。2 2、在温度不太低、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。是理想气体。一定质量一定质量的理想气体的的理想气体的内能内能仅仅由温度由温度决决定定,与气体的体积无关与气体的体积无关.4、从能量上说：理想气体的微观本质是、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力忽略了分子力忽略了分子力忽略了分子力，没有分子势能没有分子势能没有分子势能没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。，理想气体的内能只

4、有分子动能。3 3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无、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，其他作用力，分子本身没有体积分子本身没有体积分子本身没有体积分子本身没有体积，即它所占据的空间认，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。为都是可以被压缩的空间。如图所示，一定质量的某种理想气体从如图所示，一定质量的某种理想气体从A到到B经历了一经历了一个等温过程，从个等温过程，从B到到C经历了一个等容过程。分别用经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和和pB、VB、TB以及以及pC、VC、TC表示气体在表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么三个状态的状态参

5、量，那么A、C状态的状态参量间有状态的状态参量间有何关系呢？何关系呢？0pVA AB BC CTA=TB推导过程推导过程推导过程推导过程从从AB为等温变化：由玻意耳定律为等温变化：由玻意耳定律pAVA=pBVB从从BC为等容变化：由查理定律为等容变化：由查理定律0pVA AB BC C又又TA=TBVB=VC解得：解得：二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1 1 1 1、内容：、内容：、内容：、内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变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，尽管化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的

6、比值保持不变。压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。2 2、公式：、公式：、公式：、公式：或或3、使用条件、使用条件:一定质量一定质量的某种的某种理想气体理想气体.注：注：注：注：恒量恒量恒量恒量C C由理想气体的由理想气体的由理想气体的由理想气体的质量质量质量质量和和和和种类种类种类种类决定，即由理决定，即由理决定，即由理决定，即由理想气体的想气体的想气体的想气体的物质的量物质的量物质的量物质的量决定决定决定决定例题例题1:1:一水银气压计中混进了空气，因而在一水银气压计中混进了空气，因而在27，外，外界大气压为界大气压为758758mmHg时，这个水银气压计的读数为时，这个水银气压计

7、的读数为738738mmHg，此时管中水银面距管顶，此时管中水银面距管顶8080mm，当温度降，当温度降至至-3时，这个气压计的读数为时，这个气压计的读数为743743mmHg，求此时的，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？实际大气压值为多少毫米汞柱？p1=758-738=20mmHgV1=80Smm3T1=273+27=300KT2=273+（-3-3）=270K解得：解得：p=762.2 mmHg=762.2 mmHgp2=p-743mmHgV2=（738+80）S-743S=75Smm3解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研

8、究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：初状态：初状态：初状态：末状态：末状态：末状态：末状态：由理想气体状态方程得：由理想气体状态方程得：由理想气体状态方程得：由理想气体状态方程得：4 4、气体密度式：、气体密度式：以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态的某种理想气体为研究对象，它在标准状态根据 得：或设设设设 为为为为1 1 1 1molmolmolmol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与

9、单位的对应P P(atm),V(L):(atm),V(L):R=0.082R=0.082atmL/molKatmL/molKP P(Pa),V(m(Pa),V(m3 3):):R=8.31R=8.31J/molKJ/molK一摩尔理想气体的状态方程一摩尔理想气体的状态方程 ：通常写成通常写成 5 5、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：三、三、克拉珀龙方程克拉珀龙方程或或 克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它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。联系着某一确定状态下，各物理量的关系。对实际气体对实际气体只要温度不太低，压强不太大只要温度不太低，

10、压强不太大只要温度不太低，压强不太大只要温度不太低，压强不太大就可应用克就可应用克拉珀龙方程解题拉珀龙方程解题如图所示，一定质量的理想气体，由状态如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线沿直线AB变化到变化到B，在此过程中，气体分子的平均速率，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是（的变化情况是（）练习：练习：V/L1231230p/atmABCA、不断增大、不断增大B、不断减小、不断减小C、先减小后增大、先减小后增大D、先增大后减小、先增大后减小D小结：小结：一、理想气体：一、理想气体：在在任何温度任何温度任何温度任何温度和和任何压强任何压强任何压强任何压强下都下都能严格地遵从能严格

11、地遵从能严格地遵从能严格地遵从气体实气体实验定律的气体验定律的气体二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程或或注：注：注：注：恒量恒量恒量恒量C C由理想气体的由理想气体的由理想气体的由理想气体的质量质量质量质量和和和和种类种类种类种类决定，即由气体决定，即由气体决定，即由气体决定，即由气体的的的的物质的量物质的量物质的量物质的量决定决定决定决定气体密度式：气体密度式：三、三、三、三、克拉珀龙方程克拉珀龙方程克拉珀龙方程克拉珀龙方程或或 摩尔气体常量：摩尔气体常量：摩尔气体常量：摩尔气体常量：P P(atm),V(L):(atm),V(L):R=0.082R=0.082atmL/molKatmL/molKP P(Pa),V(m(Pa),V(m3 3):):R=8.31R=8.31J/molKJ/molK