理想气体的状态方程的推广.pptx

理想气体的状态方程 的推广;问题引入;1.理想气体状态方程 (1)推导过程:;由上图可知,A→B为等温过程,根据玻意耳定律可得;(2)内容:一定质量的理想气体,从初状态(p1?V1?T1)变化到末 状态(p2?V2?T2),压强和体积的乘积与热力学温度的比值是不 变的.;;理想气体的状态方程;例1:内燃机汽缸里的混合气体,在吸气冲程之末,温度为50 ℃, 压强为1.0×105 Pa,体积为0.93 L.在压缩冲程中,把气体的体 积压缩为0.155 L时,气体的压强增大到1.2×106 Pa.这时混 合气体的温度升高到多少摄氏度?;;点拨:(1)应用理想气体状态方程解题,??键是确定气体的初? 末状态的参量,与中间的变化过程无关.;针对性训练1:一定质量的理想气体,在某一 平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平 衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系中 正确的是( );;理想气体的状态方程;2.理想气体状态方程的分态式;(2)推导:设有一定质量的理想气体,其压强为p0,体积为V0,热 力学温度下,将该气体分装于n个体积分别为V1?V2?V3???Vn 的容器内,仍保持各容器内的压强为p0,温度为T0,;例2:向汽车轮胎充气,已知轮胎内原有空气的压强为1.5 atm, 温度为20 ℃,体积为20 L.充气后,轮胎内空气压强增大为7.5 atm,温度升高为25 ℃,若充入的空气温度为20 ℃,压强为1 atm,则需充入多少升这样的空气(设轮胎体积不变)?;解析:以充气后轮胎内的气体为研究对象,这些气体是由原有 部分加上充入部分气体所混合构成. 轮胎内原有气体的状态为:p1=1.5 atm,T1=273+20=293 K,V1=20 L. 需充入空气的状态为:p2=1 atm,T2=273+20=293 K,V2=? 充气后混合气体状态为:p=7.5 atm,T=(273+25)K=298 K,V=20 L;;针对性训练2:如图所示,a容器的容积为5 L,内部封闭有气 体,b容器的容积为10 L,里面是真空,打开开关K一会儿,然后 关闭,关闭后,a中气体压强降到4个atm,b中气体压强为3个 atm,求a中原来气体的压强(设温度不变).;;3.理想气体的密度方程 (1)推导:;例3:房间的容积为20 m3,在温度为7 ℃?大气压强为9.8×104 Pa,室内空气质量是25 kg.当温度升高到27 ℃,大气压强为 1.0×105 Pa,室内空气的质量是多少?;解析:以室内空气为研究对象 初状态:p1=9.8×104 Pa,V1=20 m3,T1=280 K 末状态:p2=1.0×105 Pa,V2=V1,T2=300 K;;点拨:(1)气体密度方程对于质量变化和不变化的气体均适用, 特别是质量变化的气体应用较简便.;气体三定律与气体的状态方程都强调“一定质量的某种气体”，即气体状态变化时，气体 的质量不能变.用气体三定律与气体状态方程研究变质量气体问题时有多种不同的处理方 法. 口袋法 给初状态或者末状态补接一个口袋，把变化的气体用口袋收集起来，从而保证质量不变 隔离法 对变化部分和不变部分隔离，只对不变部分进行研究，从而实现被研究的气体质量不变 比较常数法 气体常数与气体质量有关，质量变化，气体常数变化；质量不变，气体常数不变.根据 各个状态的已知状态参量计算出各个状态下的气体常数C，然后进行比较;4.利用推论法 气体的密度方程不要求质量恒定，可由此得到相应状态的密度，再结合体 积等解决问题.也可利用分压定律来研究变质量气体的问题 具体来说，有以下四种典型的情景，可以通过选择对象化变质量为定质量： 充气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量问题，只要选择球内原有气体 和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化问题 转化为定质量气体的状态变化问题 抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题. 分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体看成整体作为研究对象， 质量不变，抽气过程中的气体可看成是等温膨胀过程.;灌气问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型 的变质量问题.分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个 小容器中的气体看成整体来作为研究对象，将变质量问题转化为 定质量问题 漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不 能用理想气体状态方程求解.如果选容器内剩余气体为研究对象， 便可使问题变成一定质量的气体状态变化，可用理想气体状态方 程求解;有压强为p0的空气，体积为V的轮胎，现在要使轮胎内的气压增大到p， 设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，