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1、江蘇省淮州中學(xué)江蘇省淮州中學(xué) 鄭素軍鄭素軍 2013-5-9高中物理高中物理 選修選修3-3 第第8章章 氣氣 體體【問(wèn)題【問(wèn)題1】氣體實(shí)驗(yàn)三定律公式?氣體實(shí)驗(yàn)三定律公式?1.玻意耳定律:玻意耳定律:pV =C12.查理定律:查理定律:2CTp【問(wèn)題【問(wèn)題2】這些定律的適用范圍是什么?這些定律的適用范圍是什么?(相對(duì)室溫)(相對(duì)室溫)(相對(duì)大氣壓強(qiáng))(相對(duì)大氣壓強(qiáng))3.蓋蓋-呂薩克定律:呂薩克定律:3CTV一一. 理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程假定一定質(zhì)量的氣體在初狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為(假定一定質(zhì)量的氣體在初狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為(pA VA TA),經(jīng)過(guò)某變化過(guò)程,到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量變?yōu)椋?,?jīng)
2、過(guò)某變化過(guò)程,到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬c VC TC),),中間變化過(guò)程的狀態(tài)中間變化過(guò)程的狀態(tài)參量如何填寫參量如何填寫?A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量之間有何關(guān)系呢?狀態(tài)的狀態(tài)參量之間有何關(guān)系呢?pA VA TApC VC TC等溫過(guò)程等溫過(guò)程等容過(guò)程等容過(guò)程TAVCpBpAVA=pBVCpB / TA=pC / TCCCCAAATVpTVp 一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)時(shí),盡管一個(gè)狀態(tài)時(shí),盡管p、V、T都可能改變,但是壓強(qiáng)跟都可能改變,但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。1 1221
3、2pVp VTT或或pVCT一一.理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的狀態(tài)方程二二.理想氣體理想氣體 為了研究方便,可以設(shè)想一種氣體,在為了研究方便,可以設(shè)想一種氣體,在任何任何溫度溫度、任何壓強(qiáng)任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣的氣體叫做這樣的氣體叫做理想氣體理想氣體。1.理想氣體是理想氣體是理想化的模型理想化的模型,實(shí)際上是不存在的。,實(shí)際上是不存在的。2.一些不容易液化的氣體,如氫氣、氧氣、氮?dú)狻⒁恍┎蝗菀滓夯臍怏w,如氫氣、氧氣、氮?dú)狻⒑獾龋谕ǔ囟群蛪簭?qiáng)下,可當(dāng)成理想氣體。氦氣等,在通常溫度和壓強(qiáng)下,可當(dāng)成理想氣體。3.在溫度不低于零下幾十?dāng)z氏度、壓強(qiáng)不
4、超過(guò)大氣在溫度不低于零下幾十?dāng)z氏度、壓強(qiáng)不超過(guò)大氣壓的幾倍時(shí),也可把實(shí)際氣體當(dāng)成理想氣體。壓的幾倍時(shí),也可把實(shí)際氣體當(dāng)成理想氣體。理理 解:解:三三.理想氣體的特點(diǎn)理想氣體的特點(diǎn)2.從能量上說(shuō):從能量上說(shuō):理想氣體的微觀本質(zhì)是理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力忽略了分子力,沒(méi)有分子勢(shì)能沒(méi)有分子勢(shì)能,理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。,理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能。1.從微觀上說(shuō):從微觀上說(shuō):分子間以及分子和容器壁間,除碰撞分子間以及分子和容器壁間,除碰撞外無(wú)其他作用力。外無(wú)其他作用力。3.理想氣體的內(nèi)能僅由理想氣體的內(nèi)能僅由溫度溫度和和分子總數(shù)分子總數(shù)決定決定 ,與氣,與氣體的體的體積無(wú)關(guān)體積無(wú)關(guān)。 一
5、定質(zhì)量的某種理想氣體由狀態(tài)一定質(zhì)量的某種理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)闋顟B(tài)D,其有關(guān)的數(shù)據(jù)如圖所示。若狀態(tài)其有關(guān)的數(shù)據(jù)如圖所示。若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是的壓強(qiáng)是104pa,狀,狀態(tài)態(tài)A的壓強(qiáng)是多少?的壓強(qiáng)是多少?四四.理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用0V/m3 1 2 3 4 5T/102K321pA=? VA=1m3 TA=200 K代入數(shù)據(jù)解得:代入數(shù)據(jù)解得: pA=1.5 104papD=104pa VD=3m3TD=400K解:解:A狀態(tài):狀態(tài):D狀態(tài):狀態(tài):根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:AADDADp Vp VTTDDAAADp V TpV T有:有:0V/m3
6、1 2 3 4 5T/102K321應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的步驟應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的步驟: (1)確定)確定研究對(duì)象研究對(duì)象(2)分別寫出)分別寫出兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量?jī)蓚€(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量 (3)列列出理想氣體狀態(tài)出理想氣體狀態(tài)方程方程(4)將數(shù)據(jù)代入解出)將數(shù)據(jù)代入解出結(jié)果結(jié)果 111TVp222TVp四四.理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用 一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣,因而在一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣,因而在27,外界,外界大氣壓為大氣壓為758mmHg時(shí),這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為時(shí),這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738mmHg,此時(shí)管中水銀面距管頂,此時(shí)管中水銀面距管頂80mm,當(dāng)溫
7、度降,當(dāng)溫度降至至-3時(shí),這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為時(shí),這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743mmHg,求此時(shí)的,求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多少實(shí)際大氣壓值為多少mmHg?解:解:以水銀氣壓計(jì)中的空氣為研究對(duì)象以水銀氣壓計(jì)中的空氣為研究對(duì)象初初狀狀態(tài)態(tài)p1=20mmHg 末末狀狀態(tài)態(tài)p2=p-743mmHg V2=75Smm3T2=270KV1=80Smm3 T1=300 Khppp01解:解:以水銀氣壓計(jì)中的空氣為研究對(duì)象以水銀氣壓計(jì)中的空氣為研究對(duì)象初初狀狀態(tài)態(tài)p1=20mmHg 末末狀狀態(tài)態(tài)p2=p-743mmHg V2=75Smm3T2=270KV1=80Smm3 T1=300 Khppp01解得:解得: p
8、= 762.2 mmHg根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:112212pVp VTT20 80(743) 75300270SpS代入數(shù)據(jù)有:代入數(shù)據(jù)有:如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)A沿沿直線直線AB變化到變化到B,在此過(guò)程中,氣體分子的平均動(dòng)能,在此過(guò)程中,氣體分子的平均動(dòng)能的變化情況是(的變化情況是( ) A.不斷增大不斷增大B.不斷減小不斷減小C.先減小后增大先減小后增大D.先增大后減小先增大后減小V/L1231230p/atmABCD四四.理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用D問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí)課本課本P251.對(duì)一定質(zhì)
9、量的氣體來(lái)說(shuō),能否做到以下各點(diǎn)?對(duì)一定質(zhì)量的氣體來(lái)說(shuō),能否做到以下各點(diǎn)?(1)保持壓強(qiáng)和體積不變而改變它的溫度。)保持壓強(qiáng)和體積不變而改變它的溫度。(2)保持壓強(qiáng)不變,同時(shí)升溫并減小體積。)保持壓強(qiáng)不變,同時(shí)升溫并減小體積。(3)保持溫度不變,同時(shí)增加體積并減小壓強(qiáng)。)保持溫度不變,同時(shí)增加體積并減小壓強(qiáng)。(4)保持體積不變,同時(shí)增加壓強(qiáng)并降低溫度。)保持體積不變,同時(shí)增加壓強(qiáng)并降低溫度。(1)不可能)不可能(2)不可能)不可能(3)可能)可能(4)不可能)不可能pVCT問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí)課本課本P252.某柴油機(jī)的汽缸容積為某柴油機(jī)的汽缸容積為0.83103m3,壓縮前其中,壓縮前其中空氣的溫度為空氣的溫度為470C、壓強(qiáng)為、壓強(qiáng)為0.8105pa。在壓縮沖程。在壓縮沖程中,活塞把空氣壓縮到原體積的中,活塞把空氣壓縮到原體積的1/17,壓強(qiáng)增大到,壓強(qiáng)增大到40 105pa,求這時(shí)空氣的溫度。,求這時(shí)空氣的溫度。12800/13.6941K 6680C一一.理想氣體:理想氣體: 在在任何溫度任何溫度和和任何壓強(qiáng)任何壓強(qiáng)下都下都能嚴(yán)格地遵從能嚴(yán)格地遵從氣體氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。實(shí)驗(yàn)定律
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