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理想气体状态方程 PPT课件
3.应用状态方程解题的一般步骤 (1)明确研究对象,即某一定质量的理想气体. (2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、 T2; (3)由状态方程列式求解. (4)讨论结果的合理性.
4.理想气体状态方程和克拉珀龙方程的比较 (1)理想气体状态方程是克拉珀龙方程在气体质量 不变情况下的一种特例. (2)克拉珀龙方程可以处理气体质量发生变化的情 况.
【方法总结】 (1)应用理想气体状态方程解题,关 键是确定气体初、末状态的参量,用公式pT1V1 1=pT2V2 2 解题时,要求公式两边 p、V、T 对应的单位一致即 可,不一定必须采用国际单位. (2)对于涉及两部分气体的状态变化问题 ,解题时 应分别对两部分气体进行研究,找出它们之间的相 关条件——体积关系、压强关系.
二、摩尔气体常量
1.普适气体常量:R=p0TV0mol=_8_.3_1__J/(mol·K).它 适用于任何气体.
2.克拉珀龙方程:对于质量为 m 的理想气体,设
它的摩尔质量为
M,则该气体的摩尔数为 m
n=Mm,
由此可得:pV=__M__R_T__或 pV=_n_R__T__.
思考感悟 实际气体在什么情况下看做理想气体? 提示:实际气体可视为理想气体的条件: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 实际气体可当成理想气体来处理.
解析:选AC.理想气体是在任何温度、任何压强下 都能遵守气体实验定律的气体,A项正确;它是实 际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽 象,Hale Waihona Puke C正确,B、D是错误的,故选A、C.
二、理想气体状态方程的理解 1.适用条件:一定质量的理想气体. 2.pTV=恒量 C 的意义:恒量 C 仅由气体所含物质的 量决定(或由气体的种类、质量决定)与其它量无关, 不同类的气体只要物质的量相同则 C 相同.
【答案】 见自主解答
变式训练 一只显像管容积为2 dm3,在20 ℃温度 下用真空泵把它内部抽成真空,要使管内压强减小 到2.66×10-3 Pa,试计算此时管内气体分子数.(阿 伏伽德罗常量NA=6.02×1023mol-1)
解析:以显像管内的气体为研究对象. p=2.66×10-3Pa,V=2 dm3=2×10-3m3 T=293 K,NA=6.02×1023 mol-1 R=8.31 J/(mol·K) 由 pV=nRT 得:n=RpVT=2.66×81.301-×3×2923×10-3mol ≈2.2×10-9 mol 故此时管内气体分子数为: N=nNA=2.2×10-9×6.02×1023 个 ≈1.32×1015 个.
2.4 理想气体状态方程
课标定位 学习目标:1.知道什么是理想气体,理解理想气体 的状态方程,掌握用理想气体实验定律进行定性分 析的方法. 2.理解理想气体状态方程的推导过程,掌握用理想 气体状态方程进行定量计算的方法. 重点难点:理想气体状态方程的应用.
2.4
课前自主学案
理
想
核心要点突破
气
体
状
答案:1.32×1015
2.特点 (1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程. (2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可 以忽略不计,分子可视为质点. (3)理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥 力,故无分子势能,理想气体的内能等于所有分子 热运动动能之和,一定质量的理想气体内能只与温 度有关.
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 1.关于理想气体,下列说法正确的是( ) A.理想气体能严格地遵守气体实验定律 B.实际气体在温度不太高、压强不太小的情况 下,可看成理想气体 C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况 下,可看成理想气体 D.所有的实际气体在任何情况下,都可以看成 理想气体
核心要点突破
一、对理想气体的理解 1.理解 (1)理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想模 型,是实际气体的一种近似,实际上并不存在,就 像力学中质点、电学中点电荷模型一样.
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(2)从宏观上讲,实际气体在压强不太大、温度不太 低的条件下,可视为理想气体.而在微观意义上, 理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可 以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力 的气体.
课堂互动讲练
理想气体状态方程的应用
例1 用钉子固定的活塞把容器分成A、 B两部分,其容积之比VA∶VB=2∶1, 如图2-4-1所示,起初A中空气温度 为127 ℃、压强为1.8×105 Pa,B中空 气温度为27 ℃,压强为1.2×105 Pa. 拔 去钉子,使活塞可以无摩擦地移动但 不漏气,由于容器壁缓慢导热,最后 都变成室温27 ℃,活塞也停住,求最 图2-4-1 后A、B中气体的压强.
末态:pB′=?,VB′=?,TB′=300 K. 由气体状态方程pTBVBB=pB′TBV′B′得: 1.2×310005×VB=pB′30V0B′ 又 VA+VB=VA′+VB′,VA∶VB=2∶1,pA′= pB′ 由以上各式得 pA′=pB′=1.3×105 Pa.
【答案】 均为1.3×105 Pa
用克拉珀龙方程解决变质量问题
例2 房间的容积为20 m3,在温度为7 ℃、大气 压强为9.8×104 Pa时,室内空气质量是25 kg.当温 度升高到27 ℃,大气压强变为1.0×105 Pa时,室 内空气的质量是多少? 【思路点拨】 由于气体的质量发生变化,可以用 克拉珀龙方程来求解.
【自主解答】 升温前:p1=9.8×104 Pa, V1=20 m3,T1=280 K,m1=25 kg. 升温后:p2=1.0×105 Pa,V2=V1=20 m3,T2=300 K, 设空气的摩尔质量为 M.由克拉珀龙方程得: p1V1=mM1RT1 p2V2=mM2RT2 整理得:m2=pp21TT12m1=19..08××110054××238000×25 kg ≈23.8 kg.
2.气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程
的特例.一定质量的理想气体状态方程pT1V1 1=pT2V2 2. (1)当 m、T 不变时,则为 p1V1=p2V2——_玻__意__耳__定__律___. (2)当 m、V 不变时,则为Tp11=Tp22——__查__理__定__律___. (3)当 m、p 不变时,则为VT11=VT22——_盖__-__吕__萨__克__定__律__.
即时应用 (即时突破,小试牛刀)
2.对于理想气体状态方程pTV=C,下列叙述正确的 是( ) A.质量相同的不同种气体,恒量一定相同 B.质量不同的不同种气体,恒量一定不相同 C.摩尔数相同的任何气体,恒量一定相等 D.标准状态下的气体,恒量一定相同 解析:选 C.在pTV=C 这一表达式中,C 仅与物质的量 (摩尔数)有关.
【精讲精析】 对 A 中气体,初态:pA=1.8×105 Pa, VA=?,TA=273 K+127 K=400 K. 末态:pA′=?,VA′=?,TA′=273 K+27 K =300 K, 由理想气体状态方程pTAVAA=pA′TAV′A′得: 1.8×410005×VA=pA′30V0A′ 对 B 中气体,初态: pB=1.2×105 Pa,VB=?,TB=300 K.
课堂互动讲练
态
方
程 知能优化训练
课前自主学案
一、理想气体状态方程 1.一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到 另一个状态2时,尽管其p、V、T都可能变化,但 是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持
_不__变___.也就是说_p_T1_V1_1_=__pT_2V_2 _2 或__pT_V_=__C_ (C为恒量) 上面两式都叫做一定质量的理想气体状态方程.