状态状态参量理想气体的状态方程ppt课件

状态状态参量理想气体的状态方程ppt课件上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页状态状态参量理想气体的状态方程ppt课件上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页一、热力学系统热力学系统由由大大量量微微观观粒粒子子（分分子子、原原子子）所所组组成成的的宏宏观观体体系系称称为为热热力力学学系系统统。我我们们主主要要考考虑虑由由大大量量气气体体分分子子（原原 子子）作作 无无 规规 则则 运运 动动 所所 构构 成成 的的 热热 力力 学学 系系 统统（thermodynamics system）。）。二、平衡态二、平衡态在在与与外外界界无无能能量量和和物物质质交交换换的的条条件件下下，系系统统内内部部没没有有化化学学反反应应，系系统统的的宏宏观观性性质质不不随随时时间间变变化化的的状状态态称称为为热热力力学学平平衡衡态态（thermal equilibrium state），简简称平衡态。称平衡态。一、热力学系统由大量微观粒子（分子、原子）所组成的宏观体上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页一一个个系系统统处处于于热热力力学学平平衡衡态态，必必须须同同时时满满足足两两个个条件：条件：（1）系统与外界无能量交换：）系统与外界无能量交换：（2）系统宏观状态不随时间变化。）系统宏观状态不随时间变化。三、描述气体系统的状态参量三、描述气体系统的状态参量系系统统处处于于热热力力学学平平衡衡态态时时，描描述述系系统统宏宏观观物物理理性性质的物理量称为质的物理量称为状态参量状态参量（state variables）。）。对对于于一一定定质质量量的的理理想想气气体体（ideal gas），其其状状态态可可用三个参量描述：用三个参量描述：（1）体积（）体积（V）。）。一个系统处于热力学平衡态，必须同时满足两个条件：（1）系统上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页（2）压强（）压强（P）。）。（3）温度（）温度（T）。）。绝对热力学温度的单位为绝对热力学温度的单位为“开尔文开尔文”，简称，简称“开开”，用符号，用符号“K”表示。绝对热力学温度表示。绝对热力学温度T与摄氏温度与摄氏温度t之间的关系为：之间的关系为：四、理想气体的状态方程四、理想气体的状态方程（P1、V1、T1）（P2、V2、T2）（2）压强（P）。（3）温度（T）。绝对热力学温度的单位上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页（P1、V1、T1）（P2、V2、T2）（Pc、V2、T1）等温等温 等容等容 在第一变化过程中，根据玻意在第一变化过程中，根据玻意耳一马略特定律，有耳一马略特定律，有在第二变化过程中，根据查理在第二变化过程中，根据查理定律，有定律，有（P1、V1、T1）（P2、V2、T2）（Pc、V2、T上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页 所以质量为所以质量为M，摩尔质量为，摩尔质量为 的理想气体在标的理想气体在标准状态下体积准状态下体积令令：标：标准状态下摩准状态下摩尔体积。尔体积。：标准大气压。标准大气压。：0C。（普适气体恒量（普适气体恒量）所以质量为M，摩尔质量为 的理上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页这就是这就是理想气体的状态方程理想气体的状态方程，也称，也称克拉珀珑方程克拉珀珑方程。克拉珀珑肖像克拉珀珑肖像这就是理想气体的状态方程，也称克拉珀珑方程。克拉珀珑肖像上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页71 气气体体在在平平衡衡状状态态时时有有何何特特征征？气气体体的的平平衡衡态态与力学中所讲的平衡有什么不同？与力学中所讲的平衡有什么不同？72 一一根根金金属属杆杆一一端端置置于于沸沸水水中中，另另一一端端和和冰冰接接触触，当当沸沸水水和和冰冰的的温温度度维维持持不不变变时时，则则金金属属杆杆上上各各点点的的温温度度将将不不随随时时间间变变化化。试试问问金金属属杆杆这这时时是是否否处处于于平平衡态？为什么？衡态？为什么？73 有有人人认认为为：“对对于于一一定定量量的的某某种种气气体体，如如果果同同时时符符合合三三个个气气体体实实验验定定律律（玻玻意意耳耳马马略略特特定定律律、盖盖吕吕萨萨克克定定律律、查查理理定定律律）中中的的任任意意两两个个，那那么么它它就就必必然符合第三个定律然符合第三个定律”。这种说法对吗？为什么？。这种说法对吗？为什么？74 同同一一地地方方，一一年年四四季季大大气气压压强强一一般般差差别别不不大大，为什么在冬天空气的密度比较大？为什么在冬天空气的密度比较大？思考题71 气体在平衡状态时有何特征？气体的平衡态与力学中上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页【例例题题71】一一氧氧气气瓶瓶的的容容积积为为30L，其其中中氧氧气气的的压压强强为为120atm，规规定定瓶瓶内内的的氧氧气气压压强强降降到到10atm就就要要充充气气，以以免免混混入入其其他他气气体体而而洗洗瓶瓶。今今有有一一工工厂厂，每每天天要要用用1.0atm的的氧氧气气350L，问问一一瓶瓶氧氧气气能能用用几几天天（设设使使用过程中，温度不变）用过程中，温度不变）?解解：思思路路 用用掉掉的的氧氧气气的的总总质质量量每每天天用用掉掉的的氧氧气气的的质质量量 用用掉掉的的氧氧气气的的总总质质量量/每每天天用用掉掉的的氧氧气气的的质质量量=一瓶氧气使用的天数，一瓶氧气使用的天数，（1）求用掉的氧气的总质量。）求用掉的氧气的总质量。以以瓶瓶中中氧氧气气为为研研究究对对象象，过过程程的的初初末末平平衡衡态态分分别别为为P1、V1、T1和和P2、V2、T2。设设使使用用前前和和需需要要充充气气时时瓶瓶内内的的氧氧气气质质量量分分别别为为M1和和M2，气气体体的的摩摩尔尔质质量量为为Mmol。根据理想气体的状态方程，有根据理想气体的状态方程，有【例题71】一氧气瓶的容积为30L，其中氧气的压强为120上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页（2）求每天用掉的氧气的质量。）求每天用掉的氧气的质量。以以每每天天用用掉掉的的氧氧气气为为研研究究对对象象，其其平平衡衡态态为为P3、V3、T3，设设每每天天用用掉掉的的氧氧气气质质量量为为M3，根根据据理理想想气气体体的状态方程，有的状态方程，有（2）求每天用掉的氧气的质量。上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页（3）用每天用掉的氧气的质量）用每天用掉的氧气的质量M3除用掉的氧气的除用掉的氧气的总质量总质量M，得一瓶氧气使用的天数，得一瓶氧气使用的天数n，即，即（3）用每天用掉的氧气的质量M3除用掉的氧气的总质量M，得一