§2.4理想气体状态方程

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1、§2.4理想气体状态方程二、理想气体状态方程三、气体的三个实验定律一、气体的状态变化上一页下一页目录退出一、气体的状态变化一定质量的气体，它的温度、体积和压强这三个量的变化是互相关联的。例如，把一定质量的气体压缩到钢筒里去，气体的体积就缩小了，同时它的压强会增大，温度会上升。对于一定质量的气体，如果这三个参量都不改变，我们就说气体处于平衡状态。如果这三个参量或任意两个参量同时改变，我们就说气体的状态改变了。上一页下一页退出目录二、理想气体状态方程如图所示，在刻度尺上固定一个一端封闭的U型管，其封闭端有一段被水银柱封闭在里面的气体柱。将U型管浸没在烧杯的水中，只留左端露出水面，可

2、以看出气体的体积和压强将同时发生变化。记下几组温度、体积和压强的数值，计算每次测得的pV/T值。可以发现，比值pV/T是一个恒量。上一页下一页退出目录说明：理想气体是一种理想的物理模型，实际上并不存在。它只是实际气体在一定条件下的近似。有许多实际气体，如空气、氢气、氧气、氮气、氦气等，在压强不太大，温度不太低的条件下，都可以把它们当作理想气体来处理。能严格符合上述方程的气体叫理想气体，该方程就叫理想气体状态方程，简称气态方程。一定质量的气体，它的压强和体积的乘积与热力学温度的比值，在状态变化时始终保持不变，即上一页下一页退出目录对于一定质量的理想气体，当温度T保持不变时，它的压

3、强p跟体积V成反比，即三、气体的三个实验定律1.气体的等温变化p1V1=p2V2对于一定质量的理想气体，当体积V保持不变时，它的压强p跟热力学温度T成正比，即2.气体的等容变化对于一定质量的理想气体，当压强p保持不变时，它的体积V跟热力学温度T成正比，即3.气体的等压变化上一页下一页退出目录【例1】如图所示是一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段h=16cm长的水银将一部分空气封闭在细玻璃管里。当玻璃管开口向上坚直放置时，管内空气柱长L1=15cm，当时的大气压强为p0=76cmHg。当玻璃管开口向下竖直放置时，管内空气柱的长度该是多少？解：已知因为是等温变化，由p1V1=p

4、2V2得上一页下一页退出目录【例2】气焊用的氧气储存于容积是100L的筒内，这时筒上压强计显示的压强是60p0(p0=1.0×105Pa)，筒的温度是16℃，求筒里氧气的质量。已知在温度为0℃，压强为p0时，氧气的密度ρ0=1.43kg/m3。分析：本题的研究对象是筒内一定质量的氧气。由于不知氧气在温度为16℃、压强为60p0下的密度，但知道氧气在温度为0℃、压强为p0时的密度，所以要用气体状态方程算出在温度为0℃，压强为p0下的体积，再根据密度公式算出氧气的质量。氧气有两个状态，状态1和状态2的参量分别为上一页下一页退出目录p1=60p0，V1=100L，T1=（273+16

5、）K=289Kp2=p0，T2=（273+0）K=289K解：由理想气体状态方程得求：V2=？上一页下一页退出目录练习p1=2×105Pa,V1=5cm3,T1=277Kp2=105Pa，T2=300K解：由理想气体状态方程得在湖底处有一个温度为4℃、体积为5cm3的气泡升到湖面上。如果在湖底的压强为2×105Pa，在湖面上温度为27℃、压强为105Pa，求它升到湖面时的体积。分析：气泡在湖底和湖面的状态参量分别为上一页下一页退出目录