3、气体的等容变化和等压变化、状态方程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,气体的等容变化和等压变化,一、气体的等容变化,1、等容变化：一定质量的气体在体积不变时,压强,随,温度,的变化,2、查理定律,摄氏温度表述：,一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1，增加（或减小）的压强是0时压强的1/273.,热力学温度表述：,一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强跟热力学温度成正比。,3、表达式,摄氏温度：,p,t,=,p,0,（1+t/273）,p,=,p,0,t/273,p,0,为0时的压强,热力学温度:,压强的变化,p,与摄氏温度成正比！,4、图象等容线,p,0,摄氏温度,热力学温度,5、适用,条件,：气体质量不变、体积不变；,适用,范围,：,气体温度不太低、压强不太大,【比较】,一定质量的气体在不同温度下的等容线。,V,2,V,1,V,2,V,1,二、气体的等压变化,1、等压变化：一定质量的气体在压强不变时,体积,随,温度,的变化,2、,盖,吕萨克,定律,摄氏温度表述：,一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1，增加（或减小）的体积是0时压强的1/273.,热力学温度表述：,一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积跟热力学温度成正比。,3、表达式,摄氏温度：,V,t,=,V,0,（1+t/273）,V,=,V,0,t/273,V,0,为0时的体积,热力学温度:,体积的变化,V,与摄氏温度成正比！,4、图象等压线,摄氏温度,热力学温度,5、适用,条件,：气体质量不变、压强不变；,适用,范围,：,气体温度不太低、压强不太大,【比较】,一定质量的气体在不同温度下的等容线。,p,2,T,B,T,C,B,T,A,T,B,T,C,C,T,A,T,B,T,C,D,T,A,T,B,T,C,1/,V,A,【练习6】,描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是图中的（）,D,【练习7】,如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的气体，开始时水银压强计U形管两端水银面一样高下列情况下，为使U形管两端水银面一样高，管,A,的移动方向是（）,A如果把烧瓶浸在热水中，应把,A,向下移,B如果把烧瓶浸在热水中，应把,A,向上移,C如果把烧瓶浸在冷水中，应把,A,向下移,D如果把烧瓶浸在冷水中，应把,A,向上移,AD,【练习8】,如图所示，两端开口的U形管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在左管中再注入一些水银，平衡后则（）,A下部两侧水银面,A,、,B,高度差,h,减小,B,h,增大,C右侧封闭气柱体积变小,D水银面,A,、,B,高度差,h,不变,D,【练习9】,一定质量的某种气体自状态,A,经状态,C,变化到状态,B,，这一过程的,V,T,图象如图所示，则(),A在过程,A,C,中，气体的压强不断变小,B在过程,C,B,中，气体的压强不断变大,C在状态,A,时，气体的压强最小,D在状态,B,时，气体的压强最大,BCD,【练习10】,如图，一定量的理想气体从状态,a,沿直线变化到状态,b,，在此过程中，其压强（）,A逐渐增大B逐渐减小,C始终不变 D先增大后减小,A,【练习11】,如图所示，这是一种气体温度计的示意图，测温泡,B,内存储有一定气体，经毛细管与水银压强计的左臂,M,相连，测温时，使测温泡与待测系统做热接触上下移动压强计的右臂,M,，使左臂中的水银面在不同温度下始终固定在同一位置,O,处，以保持气体的体积不变已知在标准状态下大气压强为,p,0,，左、右臂水银面的高度差为,h,0,，实际测温时，大气压强为,p,1,，左、右臂水银面的高度差为,h,1,，试用上述物理量推导所测摄氏温度,t,的表达式。（压强单位都是cmHg）,理想气体的状态方程,一、理想气体,假设这样一种气体，它,在任何温度和任何压强下都能严格地遵循气体实验定律,，我们把这样的气体叫做“理想气体”。,理想气体的特点:,1、气体分子是一种没有内部结构，不占有体积的刚性质点；,2、气体分子在运动过程中，除,碰撞,的瞬间外，分子之间以及分子和器壁之间都无相互作用力.,3、分子之间、分子与器壁之间的碰撞，都是弹性碰撞。除碰撞以外，分子的运动是匀速直线运动，各个方向的运动机会均等.,4、理想气体分子之间无相互作用的势能，,理想气体的内能只与温度,和分子总数,有关，,与气体的体积无关,！,理想气体是不存在的：,1、在常温常压下，大多数实际气体，尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体.,2、在,温度不太低,（温度不低于负几十摄氏度），,压强不太大,（压强不超过大气压的几倍）时，很多气体都可当成理想气体来处理.,二、理想气体状态方程的推导,对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量,p,、V、T来描述，且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说：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的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。,一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（,p,1,、V,1,、T,1,），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（,p,2,、V,2,、T,2,），这中间的变化过程可以是各种各样的.,p,1,、V,1,、T,1,等温变化,等容变化,p,C,、V,2,、T,1,p,2,、V,2,、T,2,三、理想气体的状态方程,1、一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。,3、恒量由两个因素决定：,气体的物质的量决定,（1）理想气体的质量；,（2）理想气体的种类。,不同种类的理想气体，具有相同的状态，同时具有相同的物质的量，这个恒量就相同.,【例】,一水银气压计中混进了空气，因而在27，外界大气压为758mmHg柱时，这个水银气压计的读数为738mmHg柱，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至-3时，这个气压计的读数为743mmHg柱，求此时的实际大气压值为多少mmHg柱？,p,=762.2mmHg,典型习题,一、气体状态变化的图像问题,用图像表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明朗等优点利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析，会给解答带来很大的方便.,图像上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程,而,理想气体状态方程,实质上是三个实验定律的推广与拓展，它们可以由三个实验定律中的任意两个而得到反之，我们也可以把状态方程分三种情况进行讨论,1、一定质量气体的等温变化图像,2、一定质量气体的等容变化图像,3、一定质量气体的等压变化图像,【例】,如图所示为一定质量的理想气体的,p,V,图线，其中,AC,为一段双曲线根据图线分析并计算,（1）,气体状态从,A,B,，从,B,C,，从,C,A,各是什么变化过程,（2）若,t,A,527，那么,t,B,为多少？并画出,p,T,图,（1）等容变化等压变化等温变化,（2）73,二、变质量问题分析,分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解,1、打气问题,向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问,题只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题这类问题常用状态方程的分态式求解，即：,2、抽气问题,从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程中看成是等温膨胀过程,3、分装问题,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型的变质量问题分析这类问题时，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为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题，用状态方程的分态式求解。,【特别提醒】,容器内气体不能被完全分装，剩余气体的压强与小容器内气体压强相等！,4、漏气问题,容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用理想气体状态方程求解如果选容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，可用理想气体状态方程求解,内容总结,气体的等容变化。4、图象等容线。【比较】一定质量的气体在不同温度下的等容线。4、图象等压线。如果需要计算才能确定有关坐标值，请根据实际情况写出计算过程。【练习1】用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸我们通常用的可乐易拉罐容积V355mL。DTATBTC。C如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向下移。D如果把烧瓶浸在冷水中，应把A向上移。换句话说：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的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。气体的物质的量决定。图像上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程。4、漏气问题,