平衡态理想气体方程优秀课件

【思路点拨】解答本题应注意以下三点： 关键点 （1）研究对象是混入水银气压计中的空气. （2）确定被封闭气体始末两个状态气体的压强及温度和体积. （3）根据理想气体状态方程确定初、末状态各参量的关系.
【规范解答】初状态： p1=（758-738） mmHg =20 mmHg， V1=80S mm3（S是管的横截面积） T1=（273+27） K =300 K 末状态：p2=p-743 mmHg V2=（738+80）S mm3-743S mm3=75S mm3 T2=273 K+（-3） K=270 K
根据理想气体的状态方程 p1V1 得p2V2
T1
T2
2080S （p 743） 75S
300
270
解得：p=762.2 mmHg
答案：762.2 mmHg
【总结提升】应用理想气体状态方程解题的一般步骤 （1）明确研究对象，即一定质量的理想气体. （2）确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2. （3）由状态方程列式求解. （4）讨论结果的合理性.
理想气体的状态方程
一、理想气体 1.定义：在_任__何__温度、_任__何__压强下都严格遵从气体实验定律 的气体. 2.理想气体与实际气体
【想一想】在实际生活中理想气体是否真的存在？有何意义？ 提示：不存在.是一种理想化模型，不会真的存在，是对实际气 体的科学抽象.
二、理想气体的状态方程 1.内容：一定质量的某种理想气积__与热力学温度的_比__值__保持不变. 2.公式：p1V1 = p2V2 或 pV =恒量.
__T_1_ _T_2__ __T__ 3.适用条件：一定_质__量__的理想气体.
理想气体的状态方程
【探究导引】 一定质量的理想气体在外界条件发生变化时，其状态会发生变 化，请思考以下几个问题： （1）可以用哪些参量来描述气体的状态？ （2）气体的状态发生变化时这些状态参量遵守什么规律？

由
3
2
3 2
1.38 10 23
27+273
6.21 10 21 J
由
2 3
一 大量分子的统计学(statistics)描述
宏观物体都是由大量不停息地运动着的、彼此 有相互作用的分子或原子组成 .
现代的仪器已可以观察和测量分子或原子的大 小以及它们在物体中的排列情况, 例如 X 光分析仪, 电子显微镜, 扫描隧道显微镜等.
利用扫描隧道显 微镜技术把一个个原 子排列成 IBM 字母 的照片.
对于由大量分子组成的热力学系统从微观上加 以研究时, 必须用统计的方法.
对于由大 量分子组成的 热力学系统从 微观上加以研 究时，必须用 统计的方法 .
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热力学 理想气体物态
方程
物理学
第五版
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平衡态 理想气体物态方程
总体概述
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第十二章 气体动理论
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研究对象 热现象: 与温度有关的物理性质的变化. 热运动: 构成宏观物体的大量微观粒子
的永不休止的无规则运动.
注意
热运动与宏观运动的区别：温度所反映 的是分子的无规则运动，它和物体的整体运 动无关，物体的整体运动是其中所有分子的 一种有规则运动的表现.
某氧器瓶内，氧气的压强
1.00 atm
温度 27 C 视为理想气体，平衡态
氧分子的平均平动动能 ；分子数密度

V

p m1 RT m2 RT
m1 m2 1 m1 m2 2
RT
RT
23.6%
76.4%
1
2
1.20 kg m3
§9.2 平衡态 理想气体状态方程 一 气体状态参数
状态参数：描述物体体状态的物理量 气体状态参数：描述气体状态的物理量。 如： 压强、体积和温度 下面将分别说明。
1 体积V ： 气体分子能够遍及到的空间的体积。单位：m3 等于容器的体积，注意：不等于气体分子的总体积
2 压强P ： 作用在器壁单位面积上的正压力。也叫压力。
摄氏温标（单位t）和华氏温标，关系如下： T=273.15 +t K
t F = [32 + (9/5)t]
二 平衡态
定义：对于热力学系统，在没有外界影响的情况下， 系统各部分的宏观性质长时间内不发生变化的状态。 否则称为非平衡态
说明 1）外界影响：系统与外界没有能量和物质交换。 宏观性质：指温度和压强等物理量
2）平衡态是一个理想化模型，实际不存在平衡态。 但是如果系统状态变化很小可以忽略时，可近似看成 是平衡态。 3）热动平衡，大量分子做无规则的热运动。
4）处于平衡态气体，其状态可用统一的气体状态参 数描述，非平衡态则不能。
在下面的讨论中，除非特别说明，一般指平衡态。
三 理想气体状态方程
实验证明：处于平衡态的一定质量的气体，3个参数P 、V、T之间必然存在一定的关系。
单位：[SI]Pa，常见的还有大气压（atm）和cmHg 1 atm=1 .013 105Pa=76 cmHg
3 温度T ： 表示物体冷热程度的量度，反映大量分子热运动剧
烈程度的物理量（微观上）。

的影响。
实验结论与讨论
得出结论
根据实验数据和理论预测的比较 结果，得出结论，确认理想气体 方程的正确性。
讨论与展望
对实验结果进行讨论，分析理想 气体方程在实际情况下的适用范 围和限制条件。同时，探讨未来 进一步的研究方向和方法改进。
CHAPTER 05
平衡态理想气体方程的扩展形式
范德华方程的引入
理想气体是一种理想化的物理 模型，其基本假设是分子间无 相互作用力，气体分子无体积 ，分子间无碰撞。
理想气体的状态方程是描述理 想气体状态变量之间关系的方 程。
平衡态理想气体的定义
平衡态理想气体：处于平衡状态 的理想气体。
平衡状态是指气体分子不再做无 规则运动，而是以固定的速度在
各个方向上运动。
平衡态理想气体通常指的是在一 定温度和压力下处于平衡状态的
为$PV = RT$。
CHAPTER 03
平衡态理想气体方程的应用
计算理想气体的压力和体积的关系
总结词
根据平衡态理想气体方程，我们可以计算出理想气体的压力和体积之间的关系 。
详细描述
对于一定质量的理想气体，当它处于平衡态时，其压力和体积之间的关系可以 用平衡态理想气体方程表示。这个方程可以用来计算不同温度和压力下的气体 体积，以及不同体积下的气体压力。
制定实验步骤
根据实验目标和条件，制定具体的实验步 骤。
确定实验目标
验证理想气体方程的正确性，需要设计一 个实验，通过实验数据来检验理想气体方 程的理论预测与实际观察是否一致。
选择实验系统
选择一种理想气体，例如氢气，在一定的 温度和压力下进行实验。
准备实验设备
准备实验所需的仪器设备，如气瓶、压力 表、温度计等。