氣體分子的微觀模型,為了便于研究自然界中客觀存在的、比較復(fù)雜的真實(shí)氣體，從復(fù)雜的現(xiàn)象中抓住事物的本質(zhì)使問題得以合理的簡(jiǎn)化。本屆我們將研究這一理想化的情況,第八章氣體,第三節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程,1.知識(shí)與能力,理解“理想氣體”的概念。,掌握運(yùn)用玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過程，能正確運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程解答有關(guān)簡(jiǎn)單問題。,熟記蓋呂薩克定律及數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能正確用它來解答氣體等壓變化的有關(guān)問題,2.過程與方法,通過推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程及由理想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)蓋呂薩克定律的過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。,3.情感態(tài)度與價(jià)值觀,學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證成正比關(guān)系的物理定律的一種方法，形成實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一的標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)觀。,重點(diǎn),理想氣體的狀態(tài)方程,難點(diǎn),“理想氣體”這一概念的理解,關(guān)于“理想氣體”概念,推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程,推導(dǎo)并驗(yàn)證蓋呂薩克定律,關(guān)于“理想氣體”概念,假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。,理想氣體特點(diǎn),1、在常溫常壓下,大多數(shù)實(shí)際氣體,尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體。,2、在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度,壓強(qiáng)不超過大氣壓的幾倍時(shí),很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來處理。,理想氣體特點(diǎn),理想氣體特點(diǎn),3、理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定,與氣體的體積無關(guān)。,理想氣體是不存在的,1、在常溫常壓下,大多數(shù)實(shí)際氣體,尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體。,理想氣體是不存在的,2、在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度,壓強(qiáng)不超過大氣壓的幾倍時(shí),很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來處理。,理想氣體是不存在的,3、理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定,與氣體的體積無關(guān)。,推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程,對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個(gè)狀態(tài)參量p、V、T來描述，且知道這三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)變而另外兩個(gè)參量保持不變的情況是不會(huì)發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個(gè)參量確定之后，第三個(gè)參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個(gè)狀態(tài)。,假定一定質(zhì)量的理想氣體在開始狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經(jīng)過某變化過程，到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過程可以是各種各的.,假設(shè)有兩種過程,第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V2，T1）再等容并使其溫度變?yōu)門2，則其壓強(qiáng)一定變?yōu)閜2，則末狀態(tài)（p2，V2，T2）。,第二種：從（p1；V1，T1）先等容并使其溫度變?yōu)門2，則壓強(qiáng)隨之變?yōu)镻、C，此中間狀態(tài)為（PC，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強(qiáng)也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（p2，V2，T2）。,理想氣體狀態(tài)方程,描述一點(diǎn)質(zhì)量某種理想氣體的狀態(tài)參量：PVT,即其中一個(gè)參量不變時(shí)另外兩個(gè)參量的關(guān)系,一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個(gè)等溫過程。,圖示變化過程,從狀態(tài)A到B根據(jù)玻意耳公式得，,從狀態(tài)B到C根據(jù)玻意耳公式得，,由上面兩式得；,一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從狀態(tài)1到狀態(tài)2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,即,或,C為常量,以上兩式都叫做一定質(zhì)量某種理想氣體的狀態(tài)方程,使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體.,不同種類的理想氣體,具有相同的狀態(tài),同時(shí)具有相同的物質(zhì)的量,這個(gè)恒量就相同.,在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體叫理想氣體。,理想氣體狀態(tài)方程,蓋呂薩克定律是指：一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變的條件下，它的體積與熱力學(xué)溫度成正比。,注意推理能力及邏輯思維能力的培養(yǎng),1.(08上海）已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比。如圖所示的實(shí)線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個(gè)過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能（）（A）先增大后減?。˙）先減小后增大（C）單調(diào)變化（D）保持不變,B,解析,由PV/T為恒量，由圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表達(dá)PV乘積，從實(shí)線與虛線（等溫線）比較可得出，該面積先減小后增大，說明溫度T先減小后增大，內(nèi)能將先減小后增大。,(05吉林)對(duì)于定量氣體，可能發(fā)生的過程是()A等壓壓縮，溫度降低B等溫吸熱，體積不變nC放出熱量，內(nèi)能增加D絕熱壓縮，內(nèi)能不變,AC,解析,一般情況下我們都將氣體看做理想氣體，根據(jù)分別作出相應(yīng)分析即可,(2008年江蘇)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是（填“A”、“B”或“C”），該過程中氣體的內(nèi)能（填“增加”、“減少”或“不變”）,C,增加,解析,題圖,由PV/T=恒量，壓強(qiáng)不變時(shí)，V隨溫度T的變化是一次函數(shù)關(guān)系，故選擇C圖；,ACD,1.一定質(zhì)量的理想氣體處于某一初始狀態(tài)，若要使它經(jīng)歷兩個(gè)狀態(tài)變化過程，壓強(qiáng)仍回到初始的數(shù)值，則下列過程中可以采用的是（）A先等容降溫，再等溫壓縮,B先等容降溫，再等溫膨脹C先等容升溫，再等溫膨脹D先等溫膨脹，再等容升溫,ABC,2容器中有一無摩擦，可自由滑動(dòng)的活塞，若忽略活塞的體積，當(dāng)容器內(nèi)氣體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可能出現(xiàn)的情況有（）A氣體溫度升高的同時(shí)，壓強(qiáng)在減小B氣體溫度升高的同時(shí)，體積也在減小C氣體溫度降低的同時(shí)，密度在增加D氣體的壓強(qiáng)和溫度都不變，但體積卻增大,3.理想氣體的內(nèi)能僅由和決定,與氣體的體積無關(guān).,溫度,分子總數(shù),4.在常溫常壓下,大多數(shù)實(shí)際氣體,尤其是那些的氣體都可以近似地看成理想氣體.,不易液化,5.試用一個(gè)等容過程和一個(gè)等壓過程推導(dǎo)出理想氣體狀態(tài)方程,答：用P1V1/T1=P2V2/TC及P2V1/TC=P2V2/T兩式聯(lián)合消去Tc即得,6.某同學(xué)用玻意耳馬略特定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式p1V1=p2V2、查理定律的數(shù)這表達(dá)式p1/T1=p2/T2和蓋呂薩克定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式V1/T1=V2/T2三式相乘后得p12V12/T12=p22V22/T22，再兩邊開平方，最后得到p1V1/T1=p2V2/T2，這樣推導(dǎo)出的理想氣體狀態(tài)方程對(duì)嗎？為什么？,答：不對(duì)，因?yàn)槿齻€(gè)公式中的狀態(tài)參量是不可能等用的,1.C,由PV/T=C分析,2.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：,換算成攝氏t2=T2-273=6680C,3.由于外界大氣壓不變，玻璃管內(nèi)空氣含量較少，對(duì)壓強(qiáng)影響不是很大。因此，擋玻璃管豎直向上提起時(shí)，管內(nèi)水銀柱的高度變化不會(huì)很大，管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度增加，體積增大。我們可以把這個(gè)過程看成等溫過程，由于體積增大，玻璃管內(nèi)空氣壓強(qiáng)會(huì)減小，水銀柱長(zhǎng)度會(huì)增加。,