§2.4理想氣體狀態(tài)方程

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1、§2.4理想氣體狀態(tài)方程二、理想氣體狀態(tài)方程三、氣體的三個實驗定律一、氣體的狀態(tài)變化上一頁下一頁目錄退出一、氣體的狀態(tài)變化一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強這三個量的變化是互相關(guān)聯(lián)的。例如，把一定質(zhì)量的氣體壓縮到鋼筒里去，氣體的體積就縮小了，同時它的壓強會增大，溫度會上升。對于一定質(zhì)量的氣體，如果這三個參量都不改變，我們就說氣體處于平衡狀態(tài)。如果這三個參量或任意兩個參量同時改變，我們就說氣體的狀態(tài)改變了。上一頁下一頁退出目錄二、理想氣體狀態(tài)方程如圖所示，在刻度尺上固定一個一端封閉的U型管，其封閉端有一段被水銀柱封閉在里面的氣體柱。將U型管浸沒在燒杯的水中，只留左端露出水面，可

2、以看出氣體的體積和壓強將同時發(fā)生變化。記下幾組溫度、體積和壓強的數(shù)值，計算每次測得的pV/T值?？梢园l(fā)現(xiàn)，比值pV/T是一個恒量。上一頁下一頁退出目錄說明：理想氣體是一種理想的物理模型，實際上并不存在。它只是實際氣體在一定條件下的近似。有許多實際氣體，如空氣、氫氣、氧氣、氮氣、氦氣等，在壓強不太大，溫度不太低的條件下，都可以把它們當(dāng)作理想氣體來處理。能嚴格符合上述方程的氣體叫理想氣體，該方程就叫理想氣體狀態(tài)方程，簡稱氣態(tài)方程。一定質(zhì)量的氣體，它的壓強和體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值，在狀態(tài)變化時始終保持不變，即上一頁下一頁退出目錄對于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度T保持不變時，它的壓

3、強p跟體積V成反比，即三、氣體的三個實驗定律1.氣體的等溫變化p1V1=p2V2對于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積V保持不變時，它的壓強p跟熱力學(xué)溫度T成正比，即2.氣體的等容變化對于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)壓強p保持不變時，它的體積V跟熱力學(xué)溫度T成正比，即3.氣體的等壓變化上一頁下一頁退出目錄【例1】如圖所示是一根一端封閉的粗細均勻的細玻璃管，用一段h=16cm長的水銀將一部分空氣封閉在細玻璃管里。當(dāng)玻璃管開口向上堅直放置時，管內(nèi)空氣柱長L1=15cm，當(dāng)時的大氣壓強為p0=76cmHg。當(dāng)玻璃管開口向下豎直放置時，管內(nèi)空氣柱的長度該是多少？解：已知因為是等溫變化，由p1V1=p

4、2V2得上一頁下一頁退出目錄【例2】氣焊用的氧氣儲存于容積是100L的筒內(nèi)，這時筒上壓強計顯示的壓強是60p0(p0=1.0×105Pa)，筒的溫度是16℃，求筒里氧氣的質(zhì)量。已知在溫度為0℃，壓強為p0時，氧氣的密度ρ0=1.43kg/m3。分析：本題的研究對象是筒內(nèi)一定質(zhì)量的氧氣。由于不知氧氣在溫度為16℃、壓強為60p0下的密度，但知道氧氣在溫度為0℃、壓強為p0時的密度，所以要用氣體狀態(tài)方程算出在溫度為0℃，壓強為p0下的體積，再根據(jù)密度公式算出氧氣的質(zhì)量。氧氣有兩個狀態(tài)，狀態(tài)1和狀態(tài)2的參量分別為上一頁下一頁退出目錄p1=60p0，V1=100L，T1=（273+16

5、）K=289Kp2=p0，T2=（273+0）K=289K解：由理想氣體狀態(tài)方程得求：V2=？上一頁下一頁退出目錄練習(xí)p1=2×105Pa,V1=5cm3,T1=277Kp2=105Pa，T2=300K解：由理想氣體狀態(tài)方程得在湖底處有一個溫度為4℃、體積為5cm3的氣泡升到湖面上。如果在湖底的壓強為2×105Pa，在湖面上溫度為27℃、壓強為105Pa，求它升到湖面時的體積。分析：氣泡在湖底和湖面的狀態(tài)參量分別為上一頁下一頁退出目錄