,选修 3-3,气 体,第八章 气 体,第二课时,8.3 理想气体的状态方程,第八章 气 体第二课时8.3 理想气体的状态方,【小结】,一、理想气体：,在,任何温度,和,任何压强,下都,能严格地遵从,气体实验定律的气体,二、理想气体的状态方程,或,注：,恒量C由理想气体的,质量,和,种类,决定，即由气体的,物质的量,决定,三、,克拉珀龙方程,或,摩尔气体常量：,P,(atm)，V (L):,R=0.082,atmL/molK,P,(Pa)，V (m,3,):,R=8.31,J/molK,【小结】一、理想气体：在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气,两个重要推论,此方程反应了几部分气体从几个分状态合为一个状态（或相反）时各状态参量之间的关系,两个重要推论此方程反应了几部分气体从几个分状态合为一个状态（,关于理想气体的性质，下列说法中正确的是(),A理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在,B理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体,C一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高,D氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体,关于理想气体的性质，下,内径均匀的L形直角细玻璃管，一端封闭，一端开口竖直向上，用水银柱将一定质量空气封存在封闭端内，空气柱长4 cm，水银柱高58 cm，进入封闭端长2 cm，如图所示，温度是87 ，大气压强为75 cmHg，求：,(1)在图示位置空气柱的压强,p,1,.,(2)在图示位置，要使空气柱的长度变为3 cm，温度必须降低到多少度？,内径均匀的L形直角细玻璃管,解析：,(1),p,1,p,0,p,h,(7558) cmHg133 cmHg.,(2) 对空气柱：,初态：,p,1,133 cmHg，,V,1,4,S,，,T,1,(27387) K360 K.,末态：,p,2,p,0,p,h,(7557) cmHg,132 cmHg，,V,2,3,S,.,由 代入数值，解得：,T,2,268 K5,.,解析：,一定质量的理想气体，由状态,A,变为状态,D,，其有关数据如图甲所示，若状态,D,的压强是210,4,Pa.,(1)求状态,A,的压强,(2)请在图乙中画出该状态变化过程的,p,T,图象，并分别标出,A,、,B,、,C,、,D,各个状态，不要求写出计算过程,一定质量的理想气体，由,理想气体的状态方程2解析ppt课件,一定质量的理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度(),A先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强,B先保持压强不变而使它的体积减小，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，接着保持压强不变而使它的体积膨胀,D先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀,一定质量的理想气体，处在某一状态，,一定质量的理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度(),A先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强,B先保持压强不变而使它的体积减小，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，接着保持压强不变而使它的体积膨胀,D先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀,一定质量的理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来,【跟踪发散】,关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是(),A一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100,上升到200,时，其体积增大为原来的2倍,B一定质量的理想气体由状态1变到状态2时，一定满足方程,C一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍,D一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半,【跟踪发散】关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是(,如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在,A,、,B,两处设有限制装置，使活塞只能在,A,、,B,之间运动，,B,左面汽缸的容积为,V,0,，,A,、,B,之间的容积为0.1,V,0,.开始时活塞在,B,处，缸内气体的压强为0.9,p,0,(,p,0,为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3 K求：,(1)活塞刚离开B处时的温度T,B,;(2)缸内气体最后的压强p；(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线.,如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光,理想气体的状态方程2解析ppt课件,理想气体的状态方程2解析ppt课件,(3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强增大到p,2,=p,0,达到状态2，再由状态2先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到1.1V,0,后再等容升温，使压强达到1.1p,0,.,(3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强,【跟踪发散】,如图中，圆筒形容器内的弹簧下端挂一个不计重力的活塞，活塞与筒壁间的摩擦不计，活塞上面为真空，当弹簧自然长度时，活塞刚好能触及容器底部，如果在活塞下面充入,t,1,27 的一定质量某种气体，则活塞下面气体的长度,h,30 cm，问温度升高到,t,2,90 时气柱的长度为多少？,【跟踪发散】 如图中，圆筒形容器内的弹簧下端挂一个不计重,理想气体的状态方程2解析ppt课件,用钉子固定的活塞把容器分成,A,、,B,两部分，其容积之比,V,A,V,B,21，如图所示，起初,A,中空气温度为127 、压强为1.810,5,Pa，,B,中空气温度为27 ，压强为1.210,5,Pa.拔去钉子，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器壁缓慢导热，最后都变成室温27 ，活塞也停住，求最后,A,、,B,中气体的压强,用钉子固定的活塞把容器分成A、B两部,理想气体的状态方程2解析ppt课件,理想气体的状态方程2解析ppt课件,【跟踪发散】,一个密闭的汽缸被活塞分成体积相等的左右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等，如图所示，现利用右室中的电热丝对右室中的气体加热一段时间，达到平衡后，左室的体积变为原来体积的3/4，气体的温度,T,1,300 K，求右室气体的温度,【跟踪发散】 一个密闭的汽缸被活塞分成体积相等的左右两室,理想气体的状态方程2解析ppt课件,已知地球半径约为6.4,10,6,m，空气的摩尔质量约为2.9,10,2,kg/mol，一个标准大气压约为1.0,10,5,Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状态下的体积为（）,（A）4,10,16,m,3,（B）4,10,18,m,3,（C）4,10,20,m,3,（D）4,10,22,m,3,题语：,大气压强的产生机制说法有二：,(1)大量大气分子频繁撞击地面产生；,(2)大气受地球的重力作用而对地面产生压强.,已知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为2.9,汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在4090正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么在,t,20时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？（设轮胎容积不变）,汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油上,解：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。,设在,T,0,293K充气后的最小胎压为,P,min,，最大胎压为,P,max,。依题意，当,T,1,233K时胎压为,P,1,1.6atm。根据查理定律,当,T,2,363K是胎压为,P,2,3.5atm。根据查理定律,解：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。当T2363K,如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由,a,、,b,和,c,三个粗细不同的部分连接而成的，各部分的横截面积分别为2,S,、,S,/2和,S,。已知大气压强为,p,0,，温度为,0,。两活塞和用一根长为4,l,的不可伸长的轻线相连，把温度为,T,0,的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到,。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？,例题,如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细,解：设加热前，被密封气体的压强为,p,1,轻线的张力为,f,。因活塞处在静止状态，对活塞有,对B活塞有,解得：,即被密封气体的压强与大气压强相等，细线处在拉直的松驰状态。这时气体的体积,对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动。气体体积增大，压强保持,p,1,不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于,l,为此，这时气体体积,解：设加热前，被密封气体的压强为p1,轻线的张力为f。因活塞,设此时气体的温度为,2,由盖吕萨克定律有,解得：,由此可知，当,T,T,2,=5,T,0,/4时，气体压强,p,2,=,p,0,当,T,T,2,时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持,V,2,不变，气体经历一等容升压过程。当气体的温度为,T,时，设其压强为,p,，由查理定律，即有,解得：,设此时气体的温度为2,由盖吕萨克定律有 解得：由此可知，,