理想氣體的狀態(tài)方程,歷史回顧,【問(wèn)題1】三大氣體實(shí)驗(yàn)定律內(nèi)容是什么？,公式：pV=C1,2、査理定律：,公式：,1、玻意耳定律：,3、蓋-呂薩克定律：,公式：,【問(wèn)題2】這些定律的適用范圍是什么？,溫度不太低，壓強(qiáng)不太大.,一.理想氣體,假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。,理想氣體具有那些特點(diǎn)呢？,1、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。,2、在溫度不太低,壓強(qiáng)不太大時(shí)實(shí)際氣體都可看成是理想氣體。,一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定,與氣體的體積無(wú)關(guān).,4、從能量上說(shuō)：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒(méi)有分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。,3、從微觀上說(shuō)：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。,思考與討論,如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個(gè)等溫過(guò)程，從B到C經(jīng)歷了一個(gè)等容過(guò)程。分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？,推導(dǎo)過(guò)程,從AB為等溫變化：由玻意耳定律,pAVA=pBVB,從BC為等容變化：由查理定律,又TA=TBVB=VC,解得：,二、理想氣體的狀態(tài)方程,1、內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。,2、公式：,或,3、使用條件:,一定質(zhì)量的某種理想氣體.,注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由理想氣體的物質(zhì)的量決定,例題一:,【例題2】（課本25頁(yè)第3題改編）一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27，外界大氣壓為758mmHg時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738mmHg，此時(shí)管中水銀面距管頂80mm，當(dāng)溫度降至-3時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743mmHg，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多少毫米汞柱？,p1=758-738=20mmHgV1=80Smm3T1=273+27=300K,T2=273+（-3）=270K,解得：p=762.2mmHg,p2=p-743mmHgV2=（738+80）S-743S=75Smm3,解：以混進(jìn)水銀氣壓計(jì)的空氣為研究對(duì)象,初狀態(tài)：,末狀態(tài)：,由理想氣體狀態(tài)方程得：,答案,例3教材P25第1題改編對(duì)一定質(zhì)量的氣體來(lái)說(shuō)，下列幾點(diǎn)能做到的是A.保持壓強(qiáng)和體積不變而改變它的溫度B.保持壓強(qiáng)不變，同時(shí)升高溫度并減小體積C.保持溫度不變，同時(shí)增加體積并減小壓強(qiáng)D.保持體積不變，同時(shí)增加壓強(qiáng)并降低溫度,例4(多選)(2016全國(guó)卷33(1)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中，內(nèi)能一定增加,答案,解析,【方法總結(jié)】應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般思路(1)確定研究對(duì)象(某一部分氣體)，明確氣體所處系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)(2)弄清氣體狀態(tài)的變化過(guò)程(3)確定氣體的初、末狀態(tài)及其狀態(tài)參量，并注意單位的統(tǒng)一,(4)根據(jù)題意，選用適當(dāng)?shù)臍怏w狀態(tài)方程求解若非純熱學(xué)問(wèn)題，還要綜合應(yīng)用力學(xué)等有關(guān)知識(shí)列輔助方程(5)分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義,設(shè)為1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的常量，叫做摩爾氣體常量,注意:R的數(shù)值與單位的對(duì)應(yīng),P(atm),V(L):R=0.082atmL/molK,P(Pa),V(m3):R=8.31J/molK,一摩爾理想氣體的狀態(tài)方程：,5、摩爾氣體常量：,三、克拉珀龍方程,對(duì)某種理想氣體，設(shè)摩爾質(zhì)量為M，質(zhì)量為m，則該氣體的摩爾數(shù)為，這部分氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下占體積,由可得,對(duì)實(shí)際氣體只要溫度不太低，壓強(qiáng)不太大就可應(yīng)用克拉珀龍方程解題克拉珀龍方程是任意質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程，它聯(lián)系著某一確定狀態(tài)下，各物理量的關(guān)系，克拉珀龍方程雖然是從氣體實(shí)驗(yàn)定律逐步推導(dǎo)而得，但它是反映氣體性質(zhì)，聯(lián)系狀態(tài)參量更為一般的形式,即：或,小結(jié)：,一、理想氣體：,在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體,二、理想氣體的狀態(tài)方程,或,注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由氣體的物質(zhì)的量決定,氣體密度式：,三、克拉珀龍方程,或,摩爾氣體常量：,P(atm),V(L):R=0.082atmL/molK,P(Pa),V(m3):R=8.31J/molK,