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1、§3.理想气体的状态方程虎林市实验高级中学李刚学习目标：1.理解理想气体的定义，和实际意义。2.理想气体状态方程的应用。3.综合应用理想气体定律解决实际问题。回顾气体三定律等温变化玻意耳定律：PV=C等压变化盖－吕萨克定律：等容变化查理定律：假定一定质量的某种气体从状态A(PA，VA，TA)到达状态C(PC，VC，TC)已知A对应的状态参量，如何确定C对应的状态参量？P/atm0V/m3ABC12341234若TA=300k，求Tc=？DP/atm0V/m3ABC12341234TA=TBPAVA=PBVBA(PA，VA，TA)（4atm,2m3,300K
2、）先等温再等容B(PB，VB，TB)（2atm,4m3,300K）C(PC，VC，TC)（3atm,4m3,）VB=VCTC=450K450K如果气体直接状态A到达状态C，可不可以有一个方程直接解决呢？P/atm0V/m3AC12341234A(PA，VA，TA)（4atm,2m3,300K）C(PC，VC，TC)（3atm,4m3,450K）玻意耳定律：pV=C1盖－吕萨克定律：查理定律：这一公式正确么？如何验证？1.逻辑自洽；和已知正确的结论相符。2.符合已知的事实和实验结果。P/atm0V/m3AC12341234A(PA，VA，TA)（4atm,2
3、m3,300K）C(PC，VC，TC)（3atm,4m3,）TC=450K450K1.一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（p2、V2、T2）时，两个状态的状态参量之间的关系为：方程具有普遍性一、理想气体的状态方程科学，每当解决一个问题就会发现若干新问题，如此科学才能不断进步。新问题:PV=CT,C是一个与P、V、T无关的常数，那C与什么有关？提出假设数学推理实验验证解释数据同行交流发表论文n气体物质的量单位：mol新问题若干：为什么R是8.31J/(mol·K)？为什么PV=nRT？P气体压强单位：PaV气体压体积单位：m3T气体
4、压强单位：Kn是气体物质的量R是常数，8.31J/(mol·K)0AA(PA，VA，TA)（?,1m3,200K）T/102KV/m3123412345CBDD(PD，VD，TD)（104Pa,3m3,400K）2.理想气体状态方程的应用例题：一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，状态D的压强104Pa，状态A的压强是？确定两个状态的状态参量解题思路流程确定初末状态确定研究对象列方程求解科学知识总是要会转化为技术，应用于生产。理想气体的状态方程有什么应用呢？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
5、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”的最小长度为多少？6.54cm打气筒、商场门口的充气广告，气枪，充气玩具，气球。二、理想气体状态方程的应用范围1.实验基础理想气体的状态方程由玻意尔定律、查理定律、盖—吕萨克定律得出，气体三定律又是由实验总结而出。气体三定律都是在压强不太大（相对大气压）、温度不太低
6、（相对室温）的条件下总结而出，当压强很大、温度很低时，三定律的理论计算结果和实际测量结果有很大的差别。物理定律有其自身应用范围，超范围应用会与现实不符，导致错误的结果，那么理想气体的状态方程呢？例如：有一定质量的氦气，压强为1atm，V是1m3，温度为0℃。在T不变的条件下，P增大为500atm，按照玻意尔定律，V应缩小至m3，但是实验结果是m3，如果P增大为1000atm，V应缩小至m3，而不是按照玻意尔定律计算得出的。2.理想气体状态方程的实际意义很多实际气体，特别是不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，在通常的温度和压强下，其性质与实验定律符
7、合得很好。为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这种气体叫做理想气体。在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小，可是计算起来却简便多了。类似的概念：思想与方法:质点、点电荷、光线理想模型3.理想气体的特性C.从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定,与气体的体积无关.B.从微观上说：每个分子可看成弹性小球，分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，所以分子在两次撞击之间可看作匀速
8、直线运动，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空
