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3理想气体的状态方程
[学习目标]1?了解理想气体的模型,并知道实际气体看成理想气体的条件 2掌握理想气体状
态方程,知道理想气体状态方程的推导过程 3能利用理想气体状态方程分析解决实际问题.
一、 理想气体
.理想气体:在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体.
.理想气体与实际气体
实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时,可以当成理想气体 来处理.
理想气体是对实际气体的一种科学抽象,就像质点、点电荷模型一样,是一种理想模型,
实际并不存在.
二、 理想气体的状态方程
.内容:一定质量的某种理想气体,在从一个状态 (pi、Vi、Tl)变化到另一个状态(P2、V2、
T2)时,尽管P、V、T都可能改变,但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变.
.表达式:pTV1=野或半=C.
?成立条件:一定质量的理想气体.
[即学即用]
1?判断下列说法的正误.
不易液化的气体,在温度不太低、压强不太大 (常温常压)时可以看做理想气体.(√ )
理想气体在超低温和超高压时,气体的实验定律不适用了. ( × )
能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解.
PV(4)对于不同的理想气体,其状态方程 TOC \o "1-5" \h \z C(恒量)中的恒量C相同.(× )
PV
(4)对于不同的理想气体,其状态方程
(5)一定质量的理想气体温度增大到原来的 2倍,若体积不变,压强也增大到原来的 2
倍.(× )
2.已知湖水深度为 20 m ,湖底水温为4 C,水面温度为17 C ,大气压强为1.0× 105 Pa.当 一气泡从湖底缓慢升到水面时, 其体积约为原来的 —倍.(取g = 10 m∕s2, P水=1.0 × 1"0kg∕ m3) 答案 3.1
一、对理想气体的理解
[导学探究]为什么要引入理想气体的概念?
答案由于气体实验定律只在压强不太大,温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致, 为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律,引入了理想气体的概念.
[知识深化]理想气体的特点
?严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程.
?理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计,分子不占空间,可视为质点.
?理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力.
?理想气体分子无分子势能的变化,内能等于所有分子热运动的动能之和,只和温度有关.
(多选 )下列对理想气体的理解,正确的有
()
A ?理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型
B ?只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C ?一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D ?在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律
答案 AD
解析 理想气体是一种理想模型,温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体;理
想气体在任何温度、任何压强下都遵循气体实验定律,选项
A、D正确,选项B错误.一定
质量的理想气体的内能完全由温度决定,与体积无关,选项
C错误.
、理想气体的状态方程
[导学探究 ] 如图 1 所示,一定质量的某种理想气体从状态
A到B经历了一个等温过程,又
从状态B到C经历了一个等容过程,请推导状态 A的三个参量PA、VA、TA和状态C的三个
参量PC、Vc、TC之间的关系.
答案 从A → B为等温变化过程,根据玻意耳定律可得 PAVA= PBVB①
从B→ C为等容变化过程,根据查理定律可得 PB = PC②
TB TC
由题意可知:TA= TB③
VB= VC ④
联立①②③④式可得PAVA=PCVC
TA TC
[知识深化]
.对理想气体状态方程的理解
成立条件:一定质量的理想气体.
该方程表示的是气体三个状态参量的关系,与中间的变化过程无关.
公式中常量C仅由气体的种类和质量决定,与状态参量 (P、V、T)无关.
方程应用时单位方面: 温度T必须是热力学温度, 公式两边中压强 P和体积V单位必须统
一,但不一定是国际单位制中的单位.
.理想气体状态方程与气体实验定律
Ti= T2时,PiVi= p2V2玻意耳定律
piVi= p2V2
piVi= p2V2Ti = T2
T i T2
Vi V2
Pi= p2时,Ti= TI盖一吕萨克定律
特别提醒 理想气体状态方程是用来解决气体状态变化问题的方程,运用时,必须要明确气
体不同状态下的状态参量,将它们的单位统一,且温度的单位一定要统一为国际单位
K.2的 U 形玻璃管竖直放置,
K.
2
的 U 形玻璃管竖直放置,
大气压强 Po= 76 CmHg
t2 是多少时,左管气柱
管内水银将一定质量的理想气体封闭在 U形管内,当tι = 31 C,
时,两管水银面相平,这时左管被封闭的气柱长 Li = 8 cm,则当温度
L2 为 9 c
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