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8.3理想气体状态方程教程


练习2、一定质量的理想气体的p-t图象如图所示, 在状态A变到状态B的过程中,体积 (D ) A.一定不变 B.一定减小 C.一定增加 D.不能判定怎样变化
例1、贮气筒的容积为100L,贮有温度为27℃、压 强为30atm的氢气,使用后温度降为20℃,压强 降为20atm,求用掉的氢气占原有气体的百分比?
②、理想气体的种类.
4、理想气体的状态方程与气体实验定律
T1 T2时,pV 1 1 p2V2 (玻意耳定律)
p1 p2 PV PV 1 1 (查理定律) 2 2 V1 V2时, T1 T2 T1 T2
V1 V2 p1 p2时, (盖--吕萨克定律) T1 T2
例题1
(2)画出该题两个状态的示意图:
(3)分别写出两个状态的状态参量: 初态 :p1=20mmHg T1=300 K V1=80Smm3(S是管的横截面积) 末态:p2=p-743mmHg T2=270K V2=(738+80)S-743S=75Smm3 (4)将数据代入理想气体状态方程
PV PV 1 1 由 2 2 得: T1 T2
练习1、一定质量的理想气体,在某一平衡状态下 的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平 衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2, 下列关系正确的是(D )
1 A.p1=p2,V1=2V2,T1= T2 2 1 B.p1=p2,V1= V2,T1=2T2 2 C.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2 D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T2
解析:方法一:选取筒内原有的全部氢气为研究对 象,且把没用掉的氢气包含在末状态中,则初状态p1= 30atm,V1=100L,T1=300K;末状态p2=20atm,V2=? p1V1 p2V2 T2=293K,根据 = 得, T1 T2
p1V1T2 30×100×293 V2= = L=146.5L. p2T1 20×300 用掉的占原有的百分比为 V2-V1 146.5-100 = =31.7% V2 146.5 方法二:取剩下的气体为研究对象 初状态:p1=30atm,体积V1=?T1=300K 末状态:p2=20atm,体积V2=100L,T2=293K p1V1 p2V2 p2V2T1 20×100×300 由 = 得V1= = L=68.3L T1 T2 p1T2 20×293 V2-V1 100-68.3 用掉的占原有的百分比 = =31.7% V2 100
二.推导理想气体状态方程
对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参 量p、V、T来描述,且知道这三个状态参量中只有 一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生 的。换句话说:若其中任意两个参量确定之后,第 三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定 质量理想气体的唯一确定的一个状态。
假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参 量为(p1,V1,T1),经过某变化过程,到末状态 时各状态参量变为(p2,V2,T2),这中间的变化 过程可以是各种各样的.
例题 2、 一水银气压计中混进了空气,因而在27℃, 外界大气压为758毫米汞柱时,这个水银气压计的读数 为738毫米汞柱,此时管中水银面距管顶80毫米,当温 度降至-3℃时,这个气压计的读数为743毫米汞柱,求 此时的实际大气压值为多少毫米汞柱?
(1)该题研究对象是什么? 混入水银气压计中的空气
根据玻意耳定律和查理定律,分别按两种过程, 自己推导理想气体状态过程。(即要求找出p1、V1、 T1与p2、V2、T2间的等量关系。)
三.理想气体的状态方程
1、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程:
PV PV 1 1 2 2 T1 T2
PV C T
一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热 力学温度的比值是一个常数。 2、使用条件: 一定质量的某种理想气体. 3、恒量由两个因素决定: ①、理想气体的质量. 气体的物质的量决定
p=762.2 mmHg
一定质量的理想气体的各种图像
理想气体状态方程的理解和应用
1、应用理想气体状态方程的关键是:对气体状态变化 过程的分析和状态参量的确定.“一过程六参量”
2、应用理想气体状态方程解题的一般思路和步骤: 运用理想气体状态方程解题前,应确定在状态变化过 程中保持质量不变.解题时: ⑴、必须确定研究对象,即某一定质量的气体,分析 它的变化过程. ⑵、确定初、末两状态,正确找出初、末两状态的六 个状态参量,特别是压强. ⑶、用理想气体状态方程列式,并求解.
复习
1、玻意耳定律的内容
2、查理定律的内容 3、盖·吕萨克定律的内容
4、在P-V坐标系和P-1/V坐标系中画出等温线 5、在V-T坐标系中画出等压线 6、在P-T坐标系中画出等容线
8.3 理想气体的状态方程
一.理想气体
假设这样一种气体,它在任何温度和任何压强 下都能严格地遵循气体实验定律,我们把这样的气 体叫做“理想气体”。
假设有两种过程: 第一种:从(p1,V1,T1)先等温并使其体积变为V2, 压强随之变为pc,此中间状态为(pc,V2,T1)再等 容并使其温度变为T2,则其压强一定变为p2,则末 状态(p2,V2,T2)。 第二种:从(p1;V1,T1)先等容并使其温度变为T2, 则压强随之变为p′c,此中间状态为(p′c,V1, T2),再等温并使其体积变为V2,则压强也一定变为 p2,也到末状态(p2,V2,T2)。
理想气体具有以下特点:
1.气体分子是一种没有内部结构,不占有体积的质点. 2.气体分子在运动过程中,除碰撞的瞬间外,分子之 间以及分子和器壁之间都无相互作用力. 3.分子之间和分子与器壁之间的碰撞,都是完全弹性 碰撞.除碰撞以外,分子的运动是匀速直线运动,各个 方向的运动机会均等.
理想气体是不存在的. 1、在常温常压下,大多数实际气体,尤其是那些不 易液化的气体都可以近似地看成理想气体. 2、在温度不低于负几十摄氏度,压强不超过大气 压的几倍时,很多气体都可当成理想气体来处理. 3、理想气体的内能仅由温度和分子总数决定 , 与气体的体积无关.
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