《气体的等容变化和等压变化、状态方程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气体的等容变化和等压变化、状态方程（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、气体的等容一、气体的等容变化化1、等容、等容变化：一定化：一定质量的气体在体量的气体在体积不不变时压强随随温度温度的的变化化2、查理定律理定律摄氏温度表述：氏温度表述：一定一定质量的气体，在体量的气体，在体积不不变的的情况下，温度每升高（或降低）情况下，温度每升高（或降低）1，增加（或，增加（或减小）的减小）的压强是是0时压强的的1/273.热力学温度表述：力学温度表述：一定一定质量的气体，在体量的气体，在体积不不变的情况下，的情况下，压强跟跟热力学温度成正比。力学温度成正比。3、表达式、表达式摄氏温度：氏温度：pt=p0（1+t/273）p=p0t/273p0为0时的的压强热力学温度力学
2、温度: :压强的的变化化p与与摄氏温度成正比！氏温度成正比！4、图象象等容等容线p0摄氏温度氏温度热力学温度力学温度5、适用、适用条件条件：气体：气体质量不量不变、体、体积不不变；适用适用范范围：气体温度不太低、气体温度不太低、压强不太大不太大【比【比较】一定一定质量的量的气体在不同温度下的气体在不同温度下的等容等容线。V2V1V2V1二、气体的等二、气体的等压变化化1、等、等压变化：一定化：一定质量的气体在量的气体在压强不不变时体体积随随温度温度的的变化化2、盖盖吕萨吕萨克克定律定律摄氏温度表述：氏温度表述：一定一定质量的气体，在量的气体，在压强不不变的情况下，温度每升高（或降低）的情况下，
3、温度每升高（或降低）1，增加（或减小）的体增加（或减小）的体积是是0时压强的的1/273.热力学温度表述：力学温度表述：一定一定质量的气体，在量的气体，在压强不不变的情况下，体的情况下，体积跟跟热力学温度成正比。力学温度成正比。3、表达式、表达式摄氏温度：氏温度：Vt=V0（1+t/273）V=V0t/273V0为0时的体的体积热力学温度力学温度: :体体积的的变化化V与与摄氏温度成正比！氏温度成正比！4、图象象等等压线摄氏温度氏温度热力学温度力学温度5、适用、适用条件条件：气体：气体质量不量不变、压强不不变；适用适用范范围：气体温度不太低、气体温度不太低、压强不太大不太大【比【比较】一定一定
4、质量的量的气体在不同温度下的气体在不同温度下的等容等容线。p2TBTCBTATBTCCTATBTC DTATBTC1/VA 【练习6】描述一定描述一定质量的气体作等容量的气体作等容变化的化的过程的程的图线是是图中的（中的（ ）D【练习7】如如图所示，在一只所示，在一只烧瓶上瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起，在一起，烧瓶里封瓶里封闭着一定着一定质量的气体，开始量的气体，开始时水水银压强计U形管两端水形管两端水银面一面一样高下列情况下，高下列情况下，为使使U形管两端水形管两端水银面一面一样高，管高，管A的移的移动方向是（方向是（ ）A如果把如果把烧瓶浸在瓶浸在
5、热水中，水中，应把把A向下移向下移B如果把如果把烧瓶浸在瓶浸在热水中，水中，应把把A向上移向上移C如果把如果把烧瓶浸在冷水中，瓶浸在冷水中，应把把A向下移向下移D如果把如果把烧瓶浸在冷水中，瓶浸在冷水中，应把把A向上移向上移AD【练习8】如如图所示，两端开口的所示，两端开口的U形管，右形管，右侧直管中有直管中有一部分空气被一段水一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入柱与外界隔开，若在左管中再注入一些水一些水银，平衡后，平衡后则（ ）A下部两下部两侧水水银面面A、B高度差高度差h减小减小Bh增大增大C右右侧封封闭气柱体气柱体积变小小D水水银面面A、B高度差高度差h不不变D【练习9】一
6、定一定质量的某种气体自状量的某种气体自状态A经状状态C变化到化到状状态B，这一一过程的程的VT图象如象如图所示，所示，则( )A在在过程程AC中，气体的中，气体的压强不断不断变小小B在在过程程CB中，气体的中，气体的压强不断不断变大大C在状在状态A时，气体的，气体的压强最小最小D在状在状态B时，气体的，气体的压强最大最大BCD【练习10】如如图，一定量的理想气体从状，一定量的理想气体从状态a沿直沿直线变化化到状到状态b，在此，在此过程中，其程中，其压强（ ）A逐逐渐增大增大B逐逐渐减小减小C始始终不不变 D先增大后减小先增大后减小A【练习11】如如图所示，所示，这是一种气体温度是一种气体温度计
7、的示意的示意图，测温泡温泡B内存内存储有一定气体，有一定气体，经毛毛细管与水管与水银压强计的左臂的左臂M相相连，测温温时，使使测温泡与待温泡与待测系系统做做热接触上下移接触上下移动压强计的右臂的右臂M，使左臂中的水，使左臂中的水银面在不同温面在不同温度下始度下始终固定在同一位置固定在同一位置O处，以保持气体的，以保持气体的体体积不不变已知在已知在标准状准状态下大气下大气压强为p0，左、右臂水左、右臂水银面的高度差面的高度差为h0，实际测温温时，大气大气压强为p1，左、右臂水，左、右臂水银面的高度差面的高度差为h1，试用上述物理量推用上述物理量推导所所测摄氏温度氏温度t的表达的表达式。（式。（压
8、强单位都是位都是cmHg）一、理想气体一、理想气体假假设这样一种气体，它一种气体，它在任何温度和任何在任何温度和任何压强下都能下都能严格地遵循气体格地遵循气体实验定律定律，我，我们把把这样的气体叫做的气体叫做“理想气理想气体体”。理想气体的特点理想气体的特点: :1、气体分子是一种没有内部、气体分子是一种没有内部结构，不占有体构，不占有体积的的刚性性质点；点；2、气体分子在运、气体分子在运动过程中，除程中，除碰撞碰撞的瞬的瞬间外，分子之外，分子之间以及分子和器壁之以及分子和器壁之间都无相互作用力都无相互作用力.3、分子之、分子之间、分子与器壁之、分子与器壁之间的碰撞，都是的碰撞，都是弹性碰撞。
9、性碰撞。除碰撞以外，分子的运除碰撞以外，分子的运动是匀速直是匀速直线运运动，各个方向的运，各个方向的运动机会均等机会均等.4、理想气体分子之、理想气体分子之间无相互作用的无相互作用的势能，能，理想气体的内理想气体的内能只与温度能只与温度和分子和分子总数数有关，有关，与气体的体与气体的体积无关无关！理想气体是不存在的：理想气体是不存在的：1、在常温常、在常温常压下，大多数下，大多数实际气体，尤其是那些不易液气体，尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体化的气体都可以近似地看成理想气体.2、在、在温度不太低温度不太低（温度不低于（温度不低于负几十几十摄氏度），氏度），压强不不太大太大（压强
10、不超不超过大气大气压的几倍）的几倍）时，很多气体都可当成，很多气体都可当成理想气体来理想气体来处理理.二、理想气体状二、理想气体状态方程的推方程的推导 对于一定于一定质量的理想气体的状量的理想气体的状态可用三个状可用三个状态参量参量p、V、T来描述，且知道来描述，且知道这三个状三个状态参量中只有一个参量中只有一个变而另而另外两个参量保持不外两个参量保持不变的情况是不会的情况是不会发生的。生的。换句句话说：若：若其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定的的值。它。它们共同表征一定共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个量理想气体的唯一确
11、定的一个状状态。 一定一定质量的理想气体在开始状量的理想气体在开始状态时各状各状态参量参量为（p1、V1、T1），），经过某某变化化过程，到末状程，到末状态时各状各状态参量参量变为（p2、V2、T2），），这中中间的的变化化过程可以是各种各程可以是各种各样的的.p1、V1、T1等温等温变化化等容等容变化化pC、V2、T1p2、V2、T2三、理想气体的状三、理想气体的状态方程方程1 1、一定、一定质量的理想气体的量的理想气体的压强、体、体积的乘的乘积与与热力学温力学温度的比度的比值是一个常数。是一个常数。3、恒量由两个因素决定：、恒量由两个因素决定：气体的物气体的物质的量决定的量决定（1）理想气
12、体的）理想气体的质量；量；（2）理想气体的种）理想气体的种类。 不同种不同种类的理想气体，具有相同的状的理想气体，具有相同的状态，同，同时具有相同的物具有相同的物质的的量，量，这个恒量就相同个恒量就相同.【例】【例】一水一水银气气压计中混中混进了空气，因了空气，因而在而在27，外界大气，外界大气压为758mmHg柱柱时，这个水个水银气气压计的的读数数为738mmHg柱，柱，此此时管中水管中水银面距管面距管顶80mm，当温度降，当温度降至至-3时，这个气个气压计的的读数数为743mmHg柱，求此柱，求此时的的实际大气大气压值为多少多少mmHg柱？柱？p=762.2mmHg典型典型习题一、气体状一
13、、气体状态变化的化的图像像问题 用用图像表示气体状像表示气体状态变化的化的过程及程及变化化规律具有形象、律具有形象、直直观、物理意、物理意义明朗等明朗等优点利用点利用图像像对气体状气体状态、状、状态变化及化及规律律进行分析，会行分析，会给解答解答带来很大的方便来很大的方便. 图像上的一个点表示一定像上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状量气体的一个平衡状态，它，它对应着三个状着三个状态参量；参量；图像上的某一条直像上的某一条直线或曲或曲线表示一表示一定定质量气体状量气体状态变化的一个化的一个过程程 而而理想气体状理想气体状态方程方程实质上是三个上是三个实验定律的推广与拓定律的推广与拓展，它展，
14、它们可以由三个可以由三个实验定律中的任意两个而得到反之，定律中的任意两个而得到反之，我我们也可以把状也可以把状态方程分三种情况方程分三种情况进行行讨论1、一定、一定质量气体的等温量气体的等温变化化图像像2、一定、一定质量气体的等容量气体的等容变化化图像像3、一定、一定质量气体的等量气体的等压变化化图像像【例】【例】如如图所示所示为一定一定质量的理想气体量的理想气体的的pV图线，其中，其中AC为一段双曲一段双曲线根据根据图线分析并分析并计算算（1）气体状气体状态从从AB，从，从BC，从，从CA各是什么各是什么变化化过程程（2）若）若tA527 ，那么，那么tB为多少？并多少？并画出画出pT图（1
15、）等容）等容变化等化等压变化等温化等温变化化（2）73 二、二、变质量量问题分析分析 分析分析变质量量问题时，可以通，可以通过巧妙地巧妙地选择合适的研究合适的研究对象，使象，使这类问题转化化为一定一定质量的气体量的气体问题，用理想气体状，用理想气体状态方程求解方程求解1 1、打气、打气问题 向球、向球、轮胎中充气是一个典型的胎中充气是一个典型的变质量的气体量的气体问题只只要要选择球内原有气体和即将打入的气体作球内原有气体和即将打入的气体作为研究研究对象，就象，就可把充气可把充气过程中的气体程中的气体质量量变化的化的问题转化化为定定质量气体量气体的状的状态变化化问题这类问题常用状常用状态方程的分
16、方程的分态式求解，式求解，即：即： 2、抽气、抽气问题 从容器内抽气的从容器内抽气的过程中，容器内的气体程中，容器内的气体质量不断减小，量不断减小，这属于属于变质量量问题分析分析时，将每次抽气，将每次抽气过程中抽出的气程中抽出的气体和剩余气体作体和剩余气体作为研究研究对象，象，质量不量不变，故抽气，故抽气过程中看程中看成是等温膨成是等温膨胀过程程3、分装、分装问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典也是一个典型的型的变质量量问题分析分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作个小容器中
17、的气体看成整体来作为研究研究对象，可将象，可将变质量量问题转化化为定定质量量问题，用状，用状态方程的分方程的分态式求解。式求解。【特【特别提醒】提醒】容器内气体不能被完全分装，剩余气体的容器内气体不能被完全分装，剩余气体的压强与小容与小容器内气体器内气体压强相等！相等！4、漏气、漏气问题 容器漏气容器漏气过程中气体的程中气体的质量不断量不断发生生变化，属于化，属于变质量量问题，不，不能用理想气体状能用理想气体状态方程求解如果方程求解如果选容器内剩余气体容器内剩余气体为研究研究对象，象，便可使便可使问题变成一定成一定质量的气体状量的气体状态变化，可用理想气体状化，可用理想气体状态方程方程求解求解
