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理想气体状态方程 PPT课件

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气体状态方程ppt课件

气体状态方程ppt课件

因理想气体分子间没有相互作用，分子本身又不占 体积，所以理想气体的 pVT 性质与气体的种类无关，因 而一种理想气体的部分分子被另一种理想气体分子置换， 形成的混合理想气体，其 pVT 性质并不改变，只是理想 气体状态方程中的 n 此时为总的物质的量。
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12
pV nRT nBRT1.2.4a
Tc、pc、Vc 统称为物质的临界参数。
超临界态是指温度大于临界温度，压力大于临界压力 的状态。
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25
3. 真实气体的 p -Vm 图及气体的液化
l´1 l´2
T1<T2<Tc<T3<T4
根据实验数据可绘出如左
p - Vm 图，图中的每一条曲线 都是等温线。图示的基本规
律对于各种气体都一样。
乙醇
t / ºC 20 40 60 78.4 100 120
p / kPa 5.671 17.395 46.008
101.325 222.48 422.35
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苯
t / ºC 20 40 60 80.1 100 120
p / kPa 9.9712 24.411 51.993
101.325 181.44 308.11
16
例 1.2.1 ：今有 300 K，104 . 365 kPa 的湿烃类混合气体 （含水蒸气的烃类混合气体），其中水蒸气的分压为3.167 kPa，现欲得到除去水蒸气的 1 kmol 干烃类混合气体，试求： (1)应从湿烃混合气体中除去水蒸气的物质的量；
(2)所需湿烃类混合气体的初始体积。
解： (1) 设烃类在混合气中的分压为 pA；水蒸气的分压 为 pB 。
B 凝结

8-3 理想气体的状态方程(49张PPT)

8-3 理想气体的状态方程(49张PPT)

第八章
第三节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-3
A．一定不变 B．一定减小 C．一定增加 D．不能判定怎样变化
答案：D
第八章
第三节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-3
解析：由图可以看出气体从A到B的过程中压强增大、温 pV 度升高，由状态方程 T ＝C知V不确定，若BA的反向延长线 p 过－273℃，则 T 恒定，V不变，现在BA的反向延长线是否通 过－273℃，或是在－273℃的左侧还是右侧，题目无法确 定，故体积V的变化不确定。
第八章
第三节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-3
(2012· 济南模拟)如图所示，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。现利用电热丝对右 3 室加热一段时间，达到平衡后， 左室的体积变为原来的 ， 4 气体的温度T1＝300K，求右室气体的温度。
第八章
第三节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-3
用掉的占原有的百分比为 V2－V1 146.5－100 ＝ ＝31.7% V2 146.5 方法二：取剩下的气体为研究对象 初状态：p1＝30atm，体积V1＝？T1＝300K 末状态：p2＝20atm，体积V2＝100L，T2＝293K p1V1 p2V2 p2V2T1 20×100×300 由 ＝ 得V1＝ ＝ L＝68.3L T1 T2 p1T2 20×293
第八章
第三节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-3
p2＝80mmHg，T2＝310K。 p0V0 p2V2 由理想气体状态方程： ＝ ， T0 T2 p0V0T2 760×5×310 得V2＝ ＝ mL≈49.1mL。 p2T0 300×80

理想气体的状态方程 课件

理想气体的状态方程 课件
设活塞的质量为 m，气缸倒置前下部气体的压 强为 p20，倒置后上下气体的压强分别为 p2、p1，由力的 平衡条件有 p20＝p10＋mSg，
p1＝p2＋mSg， 倒置过程中，两部分气体均经历等温过程，设气体的 总体积为 V0，由玻意耳定律得
p10V20＝p1V40， p20V20＝p234V0， 解得 m＝4p51g0S. 答案：4p51g0S
(1)要使贮气筒中空气的压强达到 4 atm，打气筒应打 压几次？
(2)在贮气筒中空气的压强达到 4 atm 时，打开喷嘴 使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少 药液？
解析：(1)设每打一次气，贮液筒内增加的压强为 p， 由玻意耳定律得：1 atm×300 cm3＝1.5×103 cm3×p.
(2)由盖－吕萨克定律得：3l0S0＝27L3＋S t′， 解得：t′＝60.3 ℃. 答案：(1)100 N (2)60.3 ℃
3．多个方程联立求解．
【典例 1】 一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气
缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分．达 到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为 p10，如图(a)所示，若将气缸缓慢倒置， 再次达到平衡时，上下两部分气体的 体积之比为 3∶1，如图(b)所示．设外 界温度不变，已知活塞面积为 S， 重力加速度大小为 g，求活塞的质量．
(1)如果温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸右端口， 此时水平拉力 F 的大小是多少？
(2)如果气缸内气体温度缓慢升高，使活塞移至气缸 右端口时，气体温度为多少摄氏度？
解析：(1)设活塞到达缸口时，被封气体压强为 p1， 则 p1S＝p0S－F. 由玻意耳定律得：p0lS＝p1LS， 解得：F＝100 N.
4－1 p＝0.2 atm，需打气次数 n＝ 0.2 ＝15.

理想气体的状态方程 课件

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2．公式
pT1V1 1＝
p2V2 T2
或pTV＝ 恒量
3．适用条件：一定 质量 的理想气体。
一、理想气体 1．为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、 任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理 想气体。
2．特点： (1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。 (2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽 略不计，分子可视为质点。 (3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力， 故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之 和，一定质量的理想气体内能只与温度有关。
理想气体的状态方程
知识点1 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
知识点2 理想气体状态方程 1.内容
一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到另一个
状态2时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟 体积 的乘 积与热力学温度的 比值 保持不变。
三、一定质量的理想气体的各种图象
图线
类别
特点
pV＝CT(其中C为恒
p－V
量)，即pV之积越大的 等温线温度越高，线离
原点越远
p－1/V
p＝CTV1 ，斜率k＝CT， 即斜率越大，温度越高
举例
图线
类别
特点
p－T
p＝CVT，斜率k＝CV，即 斜率越大，体积越小
V－T
V＝Cp T，斜率k＝Cp ，即 斜率越大，压强越小
×300K
＝600K，
TD＝ppDAVVDA·TA＝42××1200×300K＝300K，
由题意TB＝TC＝600K。
(2)由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有pBVB ＝pCVC，得VB＝pCpVB C＝2×440L＝20L。

8.3理想气体状态方程 PPT课件

8.3理想气体状态方程 PPT课件

273K
或 p0V0 1.013105 Pa 22.410-3 m3/mol 8.31J/mol K
T0
273K
设 R p0V0 为一摩尔理想气体在标准状态下的常量， T0
叫做摩尔气体常量．
（1）摩尔气体常量R适用于1mol的任何气体. （2）摩尔气体常量R是热学中又一个重要常量，
与阿伏加德罗常数等价． （3）注意R的数值与单位的对应．
对实际气体只要温度不太低，压强不太大就可应用克拉 珀龙方程解题．
小结:
摩尔气体常量R是热学中又一个重要常量.
克拉珀龙方程是任意质量理想气体的状态方程， 它联系着某一状态下各物理量间的关系.
• 设气体从状态１( p1V1T1) 变到状态２(p2V2T2)则有
p1V1 p2V2
T1
T2
（1）上式从气体实验定律推导而得． （2）成立条件：气体质量一定． （3）在温度不太低，压强不太大时，各种气体质量一定时， 状态变化能较好地符合上述关系，但不满足此条件时上式与 实际偏差较大．
二、理想气体的状态方程
1． pV C 中的恒量C跟气体种类、质量都有 关． T
2．摩尔气体常量 以一摩尔的某种理想气体为研究对象，它在标准状态
p0 1atm，V0 22.4L/mol ，T0 273K
根据 pV C 得： T
p0V0 1atm 22.4L/mol 0.082atm L/mol K
T0
第三节 理想气体方程（1）
一、一定质量气体三个状态参量间的关系
有气体实验定律可知，一定质量的某种气体压强与体积 和热力学温度的关系分别为：
p 1 V
可以写成： p T V
pT
或 pcT V
或写成： pV C （恒量） T

课件5：8.3理想气体的状态方程

课件5：8.3理想气体的状态方程
[答案] (1)4×104 Pa (2)见解析图
【规律总结】
一般状态变化图像的处理方法 基本方法，化“一般”为“特殊”，如图是一定质量的 某种气体的状态变化过程 A→B→C→A。
在 V-T 图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过 A、B、C 三点作三条等压线分别表示三个等压过程 pA′<pB′<pC′，即 pA<pB<pC，所以 A→B 压强增大，温度 降低，体积缩小，B→C 温度升高，体积减小，压强增大，C→A 温度降低，体积增大，压强减小。
(1)当温度 t2 等于多少时，左管气柱长 l2 为 9 cm? (2)当温度达到上问中温度 t2 时，为使左管气柱长 l3 为 8 cm，则 应在右管再加多高的水银柱？
解析：(1)取左管中气体为研究对象，初状态 p1＝1 atm＝76 cmHg， T1＝t1＋273 K＝304 K，V1＝l1S＝(8 cm)·S(设截面积为 S)，因为左 管水银面下降 1 cm，右管水银面一定上升 1 cm，则左右两管高度 差为 2 cm，因而末状态 p2＝(76＋2)cmHg＝78 cmHg，V2＝(9 cm)·S。 由 p1V1/T1＝p2V2/T2，代入数据解得 T2＝351 K，从而知 t2＝78 ℃。 (2)在 78 ℃情况下，气柱长从 9 cm 减小到 8 cm，体积减小，压强 一定增大，即压强大于 78 cmHg，故要往右管加水银。由 p1V1/T1 ＝p3V3/T3，且 V1＝V3，T2＝T3 有：p3＝p1T3/T1＝76×(273＋78)/(273 ＋31)cmHg＝87.75 cmHg，故应在右管加水银柱(87.75－76)cm＝ 11.75 cm。
[答案]
(1)773 mmHg
15.38273＋t (2) 950－h mmHg

8.3理想气体的状态方程课件

8.3理想气体的状态方程课件
王文庆
一.理想气体
1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律 的气体.
2.理想模型.
3.实际气体
温度不太低 压强不太大
看 成
理想气体.
4.理想气体的特点： 忽略分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能.
T
一.理想气体
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 , 与气体的体积无关.
p1T2 p2T1
V1
6.25 m3
练一练
3.如图所示，粗细均匀一端封闭一端
开口的U形玻璃管，当t1＝31 ℃，大 1 cm
1 cm
气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面
相平，这时左管被封闭的气柱长L1
＝8 cm， 左管水银面
下降1 cm
p2＝（76+2）cmHg=78 cmHg
求：当温度t2等于多少时，左管气柱 由
气体密度式： p1 p2
1T1 2T2
1.使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是
以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.
等压膨胀
(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各
等温膨胀
是多少.
TB=TC=600 K
pAVA = pCVC = pDVD
5、用状态方程解题一般步骤
1.明确研究对象——一定质量的气体 2.选定两个状态——已知状态、待求状态 3.列出状态参量： 4.列方程求解
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
p1V1 p2V2
T1
T2
或 pV C
T
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
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3．应用状态方程解题的一般步骤 (1)明确研究对象，即某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．
4．理想气体状态方程和克拉珀龙方程的比较 (1)理想气体状态方程是克拉珀龙方程在气体质量 不变情况下的一种特例． (2)克拉珀龙方程可以处理气体质量发生变化的情 况．
【方法总结】 (1)应用理想气体状态方程解题，关 键是确定气体初、末状态的参量，用公式pT1V1 1＝pT2V2 2 解题时，要求公式两边 p、V、T 对应的单位一致即 可，不一定必须采用国际单位． (2)对于涉及两部分气体的状态变化问题 ，解题时 应分别对两部分气体进行研究，找出它们之间的相 关条件——体积关系、压强关系．
二、摩尔气体常量
1．普适气体常量：R＝p0TV0mol＝_8_.3_1__J/(mol·K)．它 适用于任何气体．
2．克拉珀龙方程：对于质量为 m 的理想气体，设
它的摩尔质量为
M，则该气体的摩尔数为 m
n＝Mm，
由此可得：pV＝__M__R_T__或 pV＝_n_R__T__.
思考感悟 实际气体在什么情况下看做理想气体？ 提示：实际气体可视为理想气体的条件：在温度不 低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时 实际气体可当成理想气体来处理．
解析：选AC.理想气体是在任何温度、任何压强下 都能遵守气体实验定律的气体，A项正确；它是实 际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽 象，Hale Waihona Puke C正确，B、D是错误的，故选A、C.
二、理想气体状态方程的理解 1．适用条件：一定质量的理想气体． 2.pTV＝恒量 C 的意义：恒量 C 仅由气体所含物质的 量决定(或由气体的种类、质量决定)与其它量无关， 不同类的气体只要物质的量相同则 C 相同．
【答案】 见自主解答
变式训练 一只显像管容积为2 dm3，在20 ℃温度 下用真空泵把它内部抽成真空，要使管内压强减小 到2.66×10－3 Pa，试计算此时管内气体分子数．(阿 伏伽德罗常量NA＝6.02×1023mol－1)
解析：以显像管内的气体为研究对象． p＝2.66×10－3Pa，V＝2 dm3＝2×10－3m3 T＝293 K，NA＝6.02×1023 mol－1 R＝8.31 J/(mol·K) 由 pV＝nRT 得：n＝RpVT＝2.66×81.301－×3×2923×10－3mol ≈2.2×10－9 mol 故此时管内气体分子数为： N＝nNA＝2.2×10－9×6.02×1023 个 ≈1.32×1015 个．
2．4 理想气体状态方程
课标定位 学习目标：1.知道什么是理想气体，理解理想气体 的状态方程，掌握用理想气体实验定律进行定性分 析的方法． 2．理解理想气体状态方程的推导过程，掌握用理想 气体状态方程进行定量计算的方法． 重点难点：理想气体状态方程的应用．
2.4
课前自主学案
理
想
核心要点突破
气
体
状
答案：1.32×1015
2．特点 (1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程． (2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可 以忽略不计，分子可视为质点． (3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥 力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子 热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温 度有关．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．关于理想气体，下列说法正确的是( ) A．理想气体能严格地遵守气体实验定律 B．实际气体在温度不太高、压强不太小的情况 下，可看成理想气体 C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况 下，可看成理想气体 D．所有的实际气体在任何情况下，都可以看成 理想气体
核心要点突破
一、对理想气体的理解 1．理解 (1)理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想模 型，是实际气体的一种近似，实际上并不存在，就 像力学中质点、电学中点电荷模型一样．
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
(2)从宏观上讲，实际气体在压强不太大、温度不太 低的条件下，可视为理想气体．而在微观意义上， 理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可 以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力 的气体．
课堂互动讲练
理想气体状态方程的应用
例1 用钉子固定的活塞把容器分成A、 B两部分，其容积之比VA∶VB＝2∶1， 如图2－4－1所示，起初A中空气温度 为127 ℃、压强为1.8×105 Pa，B中空 气温度为27 ℃，压强为1.2×105 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 图2－4－1 后A、B中气体的压强．
末态：pB′＝？，VB′＝？，TB′＝300 K. 由气体状态方程pTBVBB＝pB′TBV′B′得： 1.2×310005×VB＝pB′30V0B′ 又 VA＋VB＝VA′＋VB′，VA∶VB＝2∶1，pA′＝ pB′ 由以上各式得 pA′＝pB′＝1.3×105 Pa.
【答案】 均为1.3×105 Pa
用克拉珀龙方程解决变质量问题
例2 房间的容积为20 m3，在温度为7 ℃、大气 压强为9.8×104 Pa时，室内空气质量是25 kg.当温 度升高到27 ℃，大气压强变为1.0×105 Pa时，室 内空气的质量是多少？ 【思路点拨】 由于气体的质量发生变化，可以用 克拉珀龙方程来求解．
【自主解答】 升温前：p1＝9.8×104 Pa， V1＝20 m3，T1＝280 K，m1＝25 kg. 升温后：p2＝1.0×105 Pa，V2＝V1＝20 m3，T2＝300 K， 设空气的摩尔质量为 M.由克拉珀龙方程得： p1V1＝mM1RT1 p2V2＝mM2RT2 整理得：m2＝pp21TT12m1＝19..08××110054××238000×25 kg ≈23.8 kg.
2．气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程
的特例．一定质量的理想气体状态方程pT1V1 1＝pT2V2 2. (1)当 m、T 不变时,则为 p1V1＝p2V2——_玻__意__耳__定__律___． (2)当 m、V 不变时，则为Tp11＝Tp22——__查__理__定__律___． (3)当 m、p 不变时,则为VT11＝VT22——_盖__－__吕__萨__克__定__律__．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．对于理想气体状态方程pTV＝C，下列叙述正确的 是( ) A．质量相同的不同种气体，恒量一定相同 B．质量不同的不同种气体，恒量一定不相同 C．摩尔数相同的任何气体，恒量一定相等 D．标准状态下的气体，恒量一定相同 解析：选 C.在pTV＝C 这一表达式中，C 仅与物质的量 (摩尔数)有关．
【精讲精析】 对 A 中气体，初态：pA＝1.8×105 Pa， VA＝？，TA＝273 K＋127 K＝400 K. 末态：pA′＝？，VA′＝？，TA′＝273 K＋27 K ＝300 K， 由理想气体状态方程pTAVAA＝pA′TAV′A′得： 1.8×410005×VA＝pA′30V0A′ 对 B 中气体，初态： pB＝1.2×105 Pa，VB＝？，TB＝300 K.
课堂互动讲练
态
方
程 知能优化训练
课前自主学案
一、理想气体状态方程 1．一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到 另一个状态2时，尽管其p、V、T都可能变化，但 是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持
_不__变___.也就是说_p_T1_V1_1_＝__pT_2V_2 _2 或__pT_V_＝__C_ (C为恒量) 上面两式都叫做一定质量的理想气体状态方程．