8.3理想气体状态方程ppt课件
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理想气体状态方程 ppt课件
2.气体定律：方程两边单位统一
P1V1 P2V2
T1
T2
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§1.理想气体状态方程 / 四、注意几点
五、应用举例
例：一氧气瓶盛有体积为 V1=30l，压强 为 P1=130 atm的氧气，若压强下降到 P2=10 atm,就应停止使用重新灌气，有一 车间每天用掉 P3 = 1 atm、V3 = 40 l 的
1摩尔气体在标准状态下：
R
P0V0 1.013 10
5
RT 0 22 .4
10
-3
R P0V T0
8.31 J
0
mol
-1
k -1
273
或 R 1atm 22 .4l 0.082 atm l mol -1 k -1
273
ppt课件
12
§1.理想气体状态方程 / 二、状态参量的含义
3
2. 气体动理论 —— 微观描述 研究大量数目的热运动的粒子系统，应用模 型假设和统计方法 .
特点
1）揭示宏观现象的本质； 2）有局限性，与相成
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气体动理论
4
一、状态参量的含义
1.压强P
PV m RT M
从力学角度描写气体状态的物理 量。—单位面积的压力。
微观模型
分子间的作用力不计 分子的体积不计
两种模型是等价的，当气体的压强较低时， 气体较稀薄，分子间的距离较大，则分子 间的作用力可忽略不计，且分子间的距离 远远大于分子本身的线度，分子的体积也 可忽略不计。
2.什么是热平衡态
在外界条件一定的情况下，系统内部
各处均匀一致，宏观性质不随时间 t 改变。
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
人教版物理选修3-3 8.3理想气体状态方程(共20张PPT)
V2＝V ， T2＝300 K
由理想气体状态方程 p1V1 p2V2 得筒内压强： T1 T2
p 2＝
p1V1T2 V2T1
＝
4
2V 3 250
300 V
atm＝3.2 atm.
◆ 课堂小结
一.建立理想气体的模型，并知道实际气体在什么 情况下可以看成理想气体.
二.能够从气体定律推出理想气体的状态方程.
p1V1 p2V2 或 pV C
T1
T2
T
三.掌握理想气体状态方程的内容、表达式和气体
图像，并能熟练应用方程解决实际问题.
压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
2、表达式：
p1V1 p2V2 或
T1
T2
pV C T
注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理 想气体的物质的量决定
3、使用条件: 一定质量的某种理想气体.
◆ 科学论证 形成关联
理想气体 状态方程
PV T
C
T不变 V不变
玻意耳定律 查理定律
解：以混进水银气压计的空气为研究对象
初状态：
p1=758-738=20mmHg V1=80S mm3 T1=273+27=300 K 末状态： p2=p-743mmHg V2=（80-5）S=75S mm3 T2=273+（-3）=270K
由理想气体状态方程得：p1V1 p2V2
T1
T2
即 2080S ( p 743) 75S
人教版 选修3-3 第八章 气体
理想气体的状态方程
◆ 趣味军事
◆ 知识回顾
【问题1】通常我们研究一个热力学系统的 三种性质的对应哪些状态参量？
人教版高中物理选修3-3 8.3理想气体状态方程PPT(共44页)
人教版高中物理选修3-3 8.3理想气体状态方程(共44张PPT)
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理想气体状态方程
掌握理想气体状态方程的内容和表达式 会用理想气体状态方程解决实际问题
人教版高中物理选修3-3 8.3理想气体状态方程(共44张PPT)
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解得：
人教版高中物理选修3-3 8.3理想气体状态方程(共44张PPT)
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探究三个量都变化时遵从规律的反思
以上探究过程中先后经历了等温变化、等容变化两个过程， 是否表示始末状态参量的关系与中间过程有关？ 与中间过程无关，中间过程只是为了应用已学过的规律（如 玻意耳定律、查理定律等）研究始末状态参量之间的关系而 采用的一种手段。
人教版高中物理选修3-3 8.3理想气体状态方程(共44张PPT)
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探究三个量都变化时遵从规律的反思
从A→B为等容变化：由查理定律 从B→C为等压变化：由玻意耳定律
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解得：
1 1000 32000 0500 100000 20
1.000 1.0690 1.1380 1.3565 1.7200
1.000 0.9941 1.0483 1.3900 2.0685
空气
1.000 0.9265 0.9140 1.1560 1.7355
1.00 0.97 1.01 1.34 1.99
人教版高中物理选修3-3 8.3理想气体状态方程(共44张PPT)
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理想气体状态方程
掌握理想气体状态方程的内容和表达式 会用理想气体状态方程解决实际问题
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解得：
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探究三个量都变化时遵从规律的反思
以上探究过程中先后经历了等温变化、等容变化两个过程， 是否表示始末状态参量的关系与中间过程有关？ 与中间过程无关，中间过程只是为了应用已学过的规律（如 玻意耳定律、查理定律等）研究始末状态参量之间的关系而 采用的一种手段。
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探究三个量都变化时遵从规律的反思
从A→B为等容变化：由查理定律 从B→C为等压变化：由玻意耳定律
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解得：
1 1000 32000 0500 100000 20
1.000 1.0690 1.1380 1.3565 1.7200
1.000 0.9941 1.0483 1.3900 2.0685
空气
1.000 0.9265 0.9140 1.1560 1.7355
1.00 0.97 1.01 1.34 1.99
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人教版高中物理课件-理想气体的状态方程
8.3 理想氣體的狀態方程
一.理想氣體
假設這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓 強下都能嚴格地遵循氣體實驗定律,我們把這樣 的氣體叫做“理想氣體”。
理想氣體具有以下特點:
1.氣體分子是一種沒有內部結構,不佔有體積的 剛性質點. 2.氣體分子在運動過程中,除碰撞的瞬間外,分子 之間以及分子和器壁之間都無相互作用力.
假定一定品質的理想氣體在開始狀態時各狀 態參量為（p1，V1，T1），經過某變化過程， 到末狀態時各狀態參量變為（p2，V2，T2）， 這中間的變化過程可以是各種各樣的.
假設有兩種過程：
第一種：從（p1，V1，T1）先等溫並使其體積 變為V2，壓強隨之變為pc，此中間狀態為（pc， V2，T1）再等容並使其溫度變為T2，則其壓強一 定變為p2，則末狀態（p2，V2，T2）。
解得 p=762.2 mmHg
例題一:
例題 二: 一水銀氣壓計中混進了空氣，因而在 27℃，外界大氣壓為758毫米汞柱時，這個水銀 氣壓計的讀數為738毫米汞柱，此時管中水銀面 距管頂80毫米，當溫度降至-3℃時，這個氣壓計 的讀數為743毫米汞柱，求此時的實際大氣壓值 為多少毫米汞柱？
引導學生按以下步驟解答此題：
（1）該題研究對象是什麼？三.理想氣體ຫໍສະໝຸດ 狀態方程P1V1 P2V2
T1
T2
PV C T
P1 P2
1T1 2T2
一定品質的理想氣體的壓強、體積的 乘積與熱力學溫度的比值是一個常數。
使用條件: 一定品質的某種理想氣體. 恒量由兩個因素決定:
1.理想氣體的品質. 氣體的物質的量決定 2.理想氣體的種類.
不同種類的理想氣體,具有相同的狀態,同時 具有相同的物質的量,這個恒量就相同.
一.理想氣體
假設這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓 強下都能嚴格地遵循氣體實驗定律,我們把這樣 的氣體叫做“理想氣體”。
理想氣體具有以下特點:
1.氣體分子是一種沒有內部結構,不佔有體積的 剛性質點. 2.氣體分子在運動過程中,除碰撞的瞬間外,分子 之間以及分子和器壁之間都無相互作用力.
假定一定品質的理想氣體在開始狀態時各狀 態參量為（p1，V1，T1），經過某變化過程， 到末狀態時各狀態參量變為（p2，V2，T2）， 這中間的變化過程可以是各種各樣的.
假設有兩種過程：
第一種：從（p1，V1，T1）先等溫並使其體積 變為V2，壓強隨之變為pc，此中間狀態為（pc， V2，T1）再等容並使其溫度變為T2，則其壓強一 定變為p2，則末狀態（p2，V2，T2）。
解得 p=762.2 mmHg
例題一:
例題 二: 一水銀氣壓計中混進了空氣，因而在 27℃，外界大氣壓為758毫米汞柱時，這個水銀 氣壓計的讀數為738毫米汞柱，此時管中水銀面 距管頂80毫米，當溫度降至-3℃時，這個氣壓計 的讀數為743毫米汞柱，求此時的實際大氣壓值 為多少毫米汞柱？
引導學生按以下步驟解答此題：
（1）該題研究對象是什麼？三.理想氣體ຫໍສະໝຸດ 狀態方程P1V1 P2V2
T1
T2
PV C T
P1 P2
1T1 2T2
一定品質的理想氣體的壓強、體積的 乘積與熱力學溫度的比值是一個常數。
使用條件: 一定品質的某種理想氣體. 恒量由兩個因素決定:
1.理想氣體的品質. 氣體的物質的量決定 2.理想氣體的種類.
不同種類的理想氣體,具有相同的狀態,同時 具有相同的物質的量,這個恒量就相同.
人教版高中物理课件第八章 气体8.3理想气体的状态方程
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13
例2.关于地面附近的大气压强,甲说:”这个压强
就是地面每平方米面积的上方整个大气柱的压
力,它等于该气柱的重力”,乙说:”这个压强是
由地面附近那些做无规则运动的空气分子对每
平方米地面的碰撞造成的”,丙说:”这个压强既
与地面上方单位体积内气体分子数有关,又与地
面附近的温度有关”.你认为（ A.只有甲的说法正确 B.只有乙的说法正确
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4
二.一定质量的理想气体的状态方程
2.推证过程：
理想气体的状态可以用图像来表示。
从A B C
B’
C
从A B’ C
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5
二.一定质量的理想气体的状态方程
•3.结论：
此式反映的是n个状态间过程的联系
PV C T
恒量C由两个因素决定:
1.理想气体的质量. 气体的物质的量决定 2.理想气体的种类.
11
三、气体压强的微观意义
1. 影响气体压强 的相关因素
气体分子的平均动能 气体分子的密集程度
温度有关
2.宏观分析：气体压强与
体积有关
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微观 宏观
12
例1.对一定质量的理想气体,下列四个论述
B 中正确的是( )
A.当分子热运动变剧烈时,压强必增大 B.当分子热运动变剧烈时,压强可以不变 C.当分子间的平均距离变大时,压强必变小 D.当分子间的平均距离变大时,压强必变大
）A
C.只有丙的说法正确
D.三种说法都有道理
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14
小结
1．由气体分子动理论的观点认识到气体 对容器壁的压强是大量分子连续不断地 对器壁碰撞产生的，且由分子的平均速 率和分子密度共同决定其大小。
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
8.3理想气体的状态方程 课件
玻意尔定律 查理定律 盖—吕萨克定律
这三个实验定律有个共同点：都是在压强不太大、温度 不太低的条件下实验并总结出来的。 实验表明：当压强很大、温度很低时，实验测得的结果 与利用定律计算所得的结果差别很大。即：以上三条定律只 在压强不太大、温度不太低的情况下才成立。
一.理想气体
假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格 地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。 理想气体具有那些特点呢？ 1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。 2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。 3、从微观上说：理想气体的分子间距离大于10r0，分子间作用 力可忽略不计。即：分子间（以及分子和器壁间）除碰撞外无其 他作用力，内能仅由温度和分子总数决定 ,与气体的体积无关。 4.理想气体分子本身是一种不占有体积的质点.它所占据的空 间认为都是可以被压缩的空间。
变式训练1
对于一定质量的理想气体，下列状态
变化中可能的是(
A)
A．使气体体积增加而同时温度降低 B．使气体温度升高，体积不变、压强减小 C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D．使气体温度升高，压强减小，体积减小
理想气体状态方程的应用
例：某气象探测气球内充有温度为 27℃、压强为1.5×105Pa 的氦气，其体积为5m3.当气球升高到某一高度时，氦气温度 为200K，压强变为0.8×105Pa，求这时气球的体积多大？
变式训练2
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℃，大气压强 p0 ＝ 76cmHg 时，两管水银面 相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8cm，求：当温度t2等
于多少时，左管气柱L2为9cm?
答案：78 ℃
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二、克拉珀龙方程
•对某种理想气体，设摩尔质量为M，质量为m，则该气
体的摩尔数为 n m ，这部分气体在标准状态下占 M
体积 V nV0
由 pV C 可得 pV p0V p0nV0 nR
T
T T0
T0
即： pVnRT或 pV m RT M
这就是克拉珀龙方程.
克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联 系着某一确定状态下，各物理量的关系，克拉珀龙方程 虽然是从气体实验定律逐步推导而得，但它是反映气体 性质，联系状态参量更为一般的形式．
1．理想气体：为研究气体性质的方便，可以设想
一种气体，能严格遵守pV/T =C（恒量）
（1）理想气体的宏观描述：能够严格遵守气体三个实验 定律（或严格遵守）的气体叫做理想气体． （2）理想气体的微规模型：我们把分子间不存在相互作 用力（除碰撞外），并且分子是没有大小的质点的气体 叫做理想气体． （3）理想气体是从实际气体抽象出来的物理模型． 理想气体是不存在的，但在温度不太低，压强不太大的 情况下，可将实际气体看做是理想气体．
T 0
273K
或 p 0 V 0 1 .0 1 15 3 P 0 2 a 2 1.-3m 0 43 /m 8 .o 3J l/1 m 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，
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 p T
V
可以写成： p T 或 p c T
V
V
或写成： pV C （恒量） T
上式表明，一定质量的理想气体，尽管ｐ、Ｖ、Ｔ 着三个参量都可以改变，但是 pV/T 是不变的，总 等于一个常量 Ｃ．
• 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
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.
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2．理想气体的状态方程
pV C 或 p1V1 p2V2
T
T1
T2
注意：式中的C是一个恒量，与气体的质量 和种类有关．
小结
实际气体在温度不太低、压强不太大时可看做 理想气体．
一定质量的某种理想气体的状态方程为：
pV C 或 p1V1 p2V2
T
T1
T2
第三节 理想气体方程（2）
一、摩尔气体常量
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
p 0 1 a， tV m 0 2.4 L 2 /， m T 0 2o K 7 l3
根据 pV C 得： T
p0 V 01 at m 22.4L 0.0/8 a m t2 L m o/lm Kol
与阿伏加德罗常数等价． （3）注意R的数值与单位的对应．
p :(at)V m :(L )R 0 .0a 8t2 L m /K mol
p:(P)V a:(m 3)R8.3J1/m Kol
3．一摩尔理想气体的状态方程
pV R 通常写成 pVRT
T
这就是一摩尔理想气体的状态方程． 摩尔气体常量R是热学中又一个重要常量．