3-3理想气体的状态方程.ppt

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1、理想气体的状态方程1、理想气体:理想气体是实际气体的一种理想模型.微观上就是不考虑分子本身的体积和分子间相互作用力的气体。宏观上就是始终能遵守的气体.许多实际气体,在通常的温度和压强下,它们的性质都近似于理想气体2、理想气体状态方程内容:一定质量的理想气体,它的压强与体积的乘积跟绝对温度的比值,在状态变化过程中是一个恒量.推导:利用任何两个等值变化过程.P1Vc=P2V2,推论:1.当状态变化过程中保持:某一个参量不变时,就可从气态方程分别得到玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律.例:教室的容积是100m3,在温度是7℃,大气压强为1.0×105Pa时,室内空

2、气的质量是130kg,当温度升高到27℃时大气压强为1.2×105Pa时,教室内空气质量是多少?理想气体的状态方程的应用解:初态:P1=1.0×105pa,V1=100m3,T1=273+7=280K末态:P2=1.2×105Pa,V2=?,T2=300K根据理想气体状态方程:说明有气体流入房间例:一定质量的理想气体处于某一初始状态,现要使它的温度经过状态变化后,回到初始状态的温度,下列过程可以实现的是[]A.先保持压强不变而使体积膨胀,接着保持体积不变而减小压强B.先保持压强不变而使体积减小,接着保持体积不变而减小压强C.先保持体积不变而增大压强,接着保持压

3、强不变而使体积膨胀D.先保持体积不变而减小压强,接着保持压强不变而使体积减小A理想气体状态方程的应用要点1)选对象——根据题意,选出所研究的某一部分气体.这部分气体在状态变化过程中,其质量必须保持一定.2)找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组T、p、V数值或表达式.其中压强的确定往往是个关键,需注意它的一些常见情况(参见第一节),并结合力学知识(如力平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式.3)认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式,除题中条件已直接指明外,在许多情况下,往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析中才能确定.认

4、清变化过程这是正确选用物理规律的前提.4)列方程——根据研究对象状态变化的具体方式,选用气态方程或某一实验定律.代入具体数值时,T必须用热力学温度,p、V两个量只需方程两边对应一致.练习:粗细均匀的,一端开口、一端封闭的细玻璃管中,有质量为10mg的某种理想气体,被长为h=16cm的水银柱封闭在管中,当玻璃管开口向上,竖直插在冰水中时,管内气柱的长度L=30cm.如图所示.若将玻璃管从冰水中取出后,颠倒使其竖直开口向下,温度升高到27℃(已知大气压强为75cmHg).试求:(1)若玻璃管太短,颠倒时溢出一些水银,水银与管口齐平,但气体没有泄漏,气柱长度变为50

5、cm,则管长为多少?(2)若玻璃管足够长,水银未溢出,但溢出一些气体,气柱长变为30cm,则逸出气体的质量是多少?(1)玻璃管长度l=50+15=65cm(2)逸出的气体的质量△m=m1-m2=4.1mg例:一圆柱形气缸直立在地面上,内有一个有质量、无摩擦的绝热活塞,把气缸分成容积相同的A、B两部分,如图两部分气体的温度相同,均为T0=27℃,A部分气体的压强PA0=1.0×105Pa,B部分气体的压强PB0=2.0×105pa.现对B部分气体加热,使活塞上升,保持A部分气体的温度不变,使A部分气体的体积减小为原来的2/3.求此时:(1)A部分气体的压强PA.

6、(2)B部分气体的温度TB.PA=1.5×105PaTB=500KAB分析:A气体做等温变化,B气体三个参量均发生变化A、B之间的联系:1、体积之和不变2、压强差不变练习:护士为病人输液时,必须排尽输液管中的空气,否则空气泡进入血管后会随着血液向前流动,而当流到口径较细的血管时,会出现“栓塞”阻碍血液的流动,造成严重的医疗事故。某病人的体温为37℃,舒张压为80mmHg,收缩压为120mmHg,假设一护士在为病人输液时,一时疏忽将一个大气压,体积为0.01cm3,温度为27℃的空气泡打入静脉血管,当空气泡随血液流到横截面积为1mm2的血管时,产生“栓塞”的最小

7、长度为多少?6.54cm巩固练习:1、在截面积S=1cm2,两端封闭粗细均匀的玻璃管中央,有一段水银柱,A、B两部分空气柱长l1=l′1=40cm.左端为7℃,右端为17℃时,求:(1)左边也上升到17℃时,水银柱会向何处移动?移动多少?水银柱会向右移(2)左、右两边都升高10℃时,水银柱是否移动?为什么?若l1≠l2呢?若是同时降温呢?若玻璃管处于竖直放置情况呢?ABA2、如图8-9所示,透热汽缸A被活塞封闭一定质量气体,其体积VA=4.8L,活塞另一边与大气相通.汽缸与透热容器B相连,体积VB=2.4L,置于恒温箱中,汽缸A与容器B相连的细管(体积不计且绝

8、热)中间有阀门K将两部分分开.已知,环

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