2理想气体的性质 复习
气体知识点总结
气体知识点总结一、气体的性质1. 无固定形状和体积：气体不像固体和液体一样有固定的形状和体积，它会充满容器的所有空间。
2. 可压缩性：气体是可以被压缩的，当气体受到外部压力时，其体积会减小。
3. 气体的弹性：气体分子之间存在着弹性碰撞，当气体受到外部压力时，能够产生反作用力。
4. 气体的扩散性：气体分子具有很高的速度，它们不断地进行无规则的运动并向四周扩散。
5. 气体的密度：气体分子的密度很小，因此气体通常比固体和液体更轻。
6. 充分混合性：不同种类的气体在一定条件下可以充分混合，在这种情况下它们不会相互阻挡。
7. 物理性质：气体具有物理性质，例如气体的颜色、味道、透明度等，这些性质可以通过物理手段进行测定和实验。
二、气体的运动规律1. 理想气体状态方程：理想气体状态方程描述了气体温度、压力、体积之间的关系，它的数学表达式为：PV = nRT，其中P是气体的压力，V是气体的体积，n是气体的摩尔数，R是气体常数，T是气体的温度。
2. 理想气体的行为：理想气体是指气体分子之间没有相互作用力的气体。
在低密度、高温、大体积的情况下，气体的行为可以近似地被理想气体状态方程描述。
3. 气体的压强：气体的压强是指气体对单位面积的压力，它可以通过气体分子的碰撞力来解释。
气体的压强与温度和体积成正比，与摩尔数成正比。
4. 气体扩散速率：气体分子在空气中不断进行运动，并与周围分子发生碰撞，这种运动导致了气体的扩散。
气体分子的扩散速率与分子的质量、温度、压力等因素有关。
5. 气体的携带量：气体的携带量是指特定体积的气体中所含有的特定物质的质量。
气体的携带量受到气体本身的性质和环境条件的影响。
三、气体的应用1. 工业生产：气体在工业生产中有广泛的应用，如氧气、氮气、氢气等的制备，以及食品生产、化工生产等领域。
2. 医疗卫生：医用气体如氧气、氧气混合气体等用于医疗卫生领域，包括手术室、急救中心等。
3. 航空航天：气体在航空航天领域有重要的应用，包括火箭推进剂、航空燃料等。
分子动理论气体分子的运动和理想气体的性质
分子动理论气体分子的运动和理想气体的性质分子动理论: 气体分子的运动和理想气体的性质气体是物质存在的三种基本状态之一，其分子动理论是解释气体性质和行为的重要理论基础。
本文将探讨分子动理论对气体分子的运动和理想气体的性质的解释。
一、分子动理论的基本假设分子动理论基于以下几个基本假设：1. 气体由大量微观粒子组成，这些粒子被称为分子。
2. 分子之间相互独立，它们之间的相互作用力可以忽略不计。
3. 分子具有质量，具有热运动，它们的运动是无规则的，遵循统计规律。
4. 分子之间碰撞时，它们之间的碰撞是弹性碰撞，能量和动量得以守恒。
5. 气体体积与分子体积相比可以忽略。
基于这些假设，分子动理论提供了解释气体性质的理论框架。
二、气体分子的运动根据分子动理论，气体分子的运动是无规则的，并且具有以下几个特点：1. 分子的热运动速度分布是高斯分布，也称作麦克斯韦分布。
即大多数分子的速度接近平均速度，而极端高速和低速分子的数量相对较少。
2. 分子之间碰撞时，它们的碰撞是弹性碰撞。
在碰撞过程中，动能和动量得到守恒，但碰撞后的运动方向和速度可能发生改变。
3. 分子间的相互作用力可以忽略不计。
这是因为气体的分子间距相对较大，在气体的条件下，分子间的吸引或斥力相对较弱。
4. 分子的运动决定了气体的压力。
分子撞击容器壁产生的压力对应于分子的平均动能，而与分子的质量和速度分布有关。
三、理想气体的性质在分子动理论的基础上，我们可以推导出理想气体的性质。
理想气体是指完全符合分子动理论假设的气体，在实际中不存在。
1. 状态方程：理想气体的状态方程可以用理想气体定律描述，即PV = nRT。
其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示理想气体常数，T表示气体的温度。
2. 温度和压力的关系：根据理想气体定律，温度和压力成正比。
当气体的温度升高时，其压力也会增加。
3. 等温过程和绝热过程：理想气体的等温过程和绝热过程可以用分子动理论解释。
气体的性质理想气体状态方程的应用实例
气体的性质理想气体状态方程的应用实例在化学和物理学中，气体是指没有固定形状和体积的物质。
气体分子之间存在间距，运动速度快且无规律，因此气体具有一系列特性和性质。
本文将探讨气体的性质以及理想气体状态方程的应用实例。
一、气体的性质1. 扩散性：气体分子具有高速运动，能够自由扩散到其他区域。
2. 压缩性：气体的分子间距较大，因此可以通过压缩方法减小其体积。
3. 可压缩性：气体具有可变体积，受到外力压缩时体积减小。
4. 可溶性：气体与液体或固体能相互溶解，形成溶液。
5. 弹性：气体分子碰撞后会发生弹性反弹，它们的动能能够保持不变。
6. 稀薄性：气体分子的间隔较大，导致气体呈现稀薄状态。
二、理想气体状态方程理想气体状态方程是描述气体行为的经验规律。
根据该方程，气体的压强、体积和温度之间存在着一定的关系，即PV = nRT，其中P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的物质的摩尔数，R为气体常数，T为气体的温度。
理想气体状态方程的应用实例如下：实例一：气体混合物的摩尔分数计算假设有一容器中混合了氧气（O2）和氮气（N2），体积为V，总的压强为P。
如果我们想计算氧气和氮气在混合物中的摩尔分数，可以利用理想气体状态方程。
根据理想气体状态方程，我们可以将混合物的总压强表示为：P = (nO2 + nN2)RT/V其中nO2为氧气的摩尔数，nN2为氮气的摩尔数。
进一步，我们可以将氧气和氮气的摩尔分数表示为：摩尔分数xO2 = nO2 / (nO2 + nN2)摩尔分数xN2 = nN2 / (nO2 + nN2)通过求解以上两个方程，可以计算出混合物中氧气和氮气的摩尔分数。
实例二：理想气体的压强和温度关系根据理想气体状态方程，可以推导出气体的压强与温度之间的关系。
假设气体的体积和摩尔数不变，我们可以得到：P1/T1 = P2/T2其中P1和P2分别为气体在温度T1和T2下的压强。
实例三：理想气体的体积和压强关系理想气体状态方程也可以描述气体的体积和压强之间的关系。
理想气体的性质与状态
理想气体的性质与状态气体是物质存在的一种形态，它具有独特的性质和状态。
在理论化学和物理学中，我们常常使用理想气体模型来描述气体的性质与状态。
理想气体是一个理想化的概念，用来简化气体的复杂行为，并且可以作为其他气体模型的基础。
在本文中，我们将重点讨论理想气体的性质与状态。
理想气体的性质：1. 分子自由运动：理想气体的分子没有相互作用力，它们以高速碰撞并独自运动。
这意味着理想气体的分子之间没有吸引力或斥力。
这个性质使得理想气体的分子可以自由地扩散和混合。
2. 碰撞无损失：理想气体的分子之间碰撞是完全弹性的，没有能量的损失。
这意味着分子在碰撞后会保持它们的动能和动量，但方向可能会改变。
这种无损失碰撞的性质是理想气体的一个重要特征。
3. 分子间距离较大：理想气体的分子之间的距离较大，相对于分子的尺寸来说，它们之间几乎没有相互作用。
这导致理想气体的密度相对较低，并且具有较低的相互作用能。
4. 分子不占据体积：理想气体的分子体积可以忽略不计，相对于容器的尺寸来说，理想气体的分子体积非常小。
这使得理想气体可以均匀地扩散到整个容器中。
理想气体的状态：理想气体的状态可以由一些基本参数来描述，这些参数包括压力、体积、温度和物质的量。
根据理想气体状态方程，也称为理想气体定律，可以得到下面的关系式：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示理想气体常量，T表示气体的温度。
这个方程可以用来描述气体在不同条件下的行为。
1. 压力：气体的压力是指气体分子对容器壁的碰撞产生的压强。
压力是一个力的量度，可以通过单位面积上分子碰撞的次数来表示。
在理想气体模型中，气体分子的平均碰撞频率与压力成正比。
2. 体积：气体的体积是指气体分子占据的空间。
在理想气体模型中，气体分子被认为是点状的，占据的体积可以忽略不计。
因此，理想气体的体积主要取决于容器的尺寸。
3. 温度：气体的温度是指气体分子的平均动能。
工程热力学 理想气体学习
第2章理想气体的性质2.1 本章基本要求熟练掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并能熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。
并掌握理想气体平均比热的概念和计算方法。
理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念。
2.2 本章难点1．运用理想气体状态方程确定气体的数量和体积等，需特别注意有关物理量的含义及单位的选取。
2．考虑比热随温度变化后，产生了多种计算理想气体热力参数变化量的方法，要熟练地掌握和运用这些方法，必须多加练习才能达到目的。
3．在非定值比热情况下,理想气体内能、焓变化量的计算方法，理想混合气体的分量表示法，理想混合气体相对分子质量和气体常数的计算。
2.3 例题例1：一氧气瓶内装有氧气，瓶上装有压力表，若氧气瓶内的容积为已知，能否算出氧气的质量。
解：能算出氧气的质量。
因为氧气是理想气体，满足理想气体状态方程式mRTPV 。
根据瓶上压力表的读数和当地大气压力，可算出氧气的绝对压力P，氧气瓶的温度即为大气的温度；氧气的气体常数为已知；所以根据理想气体状态方程式，即可求得氧气瓶内氧气的质量。
例2：夏天，自行车在被晒得很热的马路上行驶时，为何容易引起轮胎爆破？解：夏天自行车在被晒得很热的马路上行驶时，轮胎内的气体（空气）被加热，温度升高，而轮胎的体积几乎不变，所以气体容积保持不变，轮胎内气体的质量为定值，其可视为理想气体，根据理想气体状态方程式mRT PV =可知，轮胎内气体的压力升高，即气体作用在轮胎上的力增加，故轮胎就容易爆破。
例3：容器内盛有一定量的理想气体，如果将气体放出一部分后达到了新的平衡状态，问放气前、后两个平衡状态之间参数能否按状态方程表示为下列形式：（a ）222111T v P T v P = （b ）222111T V P T V P = 解：放气前、后两个平衡状态之间参数能按方程式（a ）形式描述，不能用方程式（b ）描述，因为容器中所盛有一定量的理想气体当将气体放出一部分后，其前、后质量发生了变化，根据1111RT m v p =，2222RT m v p =，而21m m ≠可证。
高中物理气体的性质公式总结
高中物理气体的性质公式总结高中物理气体的性质公式1.气体的状态参量：温度：宏观上，物体的冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273 {T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)｝体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压：1atm=1.013×105Pa=1900pxHg(1Pa=1N/m2)2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大3.理想气体的状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量，T为热力学温度(K)｝注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。
高中物理气体的性质1.气体的状态参量：温度：宏观上，物体的冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志，热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273 {T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)｝体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压：1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大3.理想气体的状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量，T为热力学温度(K)｝注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。
热力学第二章 理想气体性质
t2
t2
t1
(3)定值比热
CV ,m i R 2 C P ,m i 1 R 2
i 取值：单原子：3； 双原子： 5； 多原 子：7
一.比热力学能
d u=cvdt
1. cv const
理想气体、任何过程
u cv t
2. cv 为真实比热
3. cv 为平均比热
h是状态量,
h f (T , p )
h h dh ( ) p dT ( )T dp T p
h h q ( ) p dT [( )T v ]dp T p
定压状态下,dq=u，
由定义知：
h q p ( ) p dT T q p h Cp ( ) ( )v dT T
dT p2 s s2 s1 1 c p Rg ln T p1
2
s 1
2
2 dv dp cp 1 cv v p
s s2 s1 c p ln
T2 p Rg ln 2 T1 p1
v2 p2 s c p ln cv ln v1 p1
t2
1
u cv dt
T1
T2
u cv t (T2 T1 ) cv 0 t2 cv 0 t1
4. 查T-u表, 附表4 (零点规定: 0K, u=0, h=0 )
t2
t2
u u2 u1
二. 比焓
dh c p dT
利息气体、任何过程
1. c p const
1kg 工质温度
物理意义：表示在 p 一定时, 升高 1K ，焓的增加量 所以当作状态量 ；
说明： 1、对于cv、cp因为过程定容、定压,
工程热力学理想气体性质
h dh ， T p dT
理想气体的比热容
du cV dT
dh
c
，
p
dT
理想气体的cV 和cp仅仅是温度的函数
定压热容与定容热容的关系
迈耶公式
c p cV Rg
，C p,m CV ,m R
比热容比：比值cp/cV称为比热容比，或质量热 容比，用γ表示
Cm xiCm,i
C iCi
Cm M eqc 0.0224141 C
t2 cdt
t1
t2 t1
q
t2 cdt
00C
t1 00C
cdt
c
t2 00C
t2
c
t1 00C
t1
c
t2 t1
c
t t2
0oC 2
t2
c
t1 0oC
t1
t1
附表5列有几种常用气体的平均比定压热容，平均 比定容热容可由平均比定压热容按迈耶公式确定
平均比热容直线关系式
气体
混合气体的比定压热容和比定容热容之间也满足 迈耶公式
混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数
混合气体的成分是指各组成的含量占总量的百分
数，有质量分数、摩尔分数和体积分数三种表示
方法
wi
mi m
，xi
ni n
，i
Vi V
假拟单一气体分子数和总质量恰与混合气体相同，
其摩尔质量和气体常数就是混合气体的折合摩尔
第三章 理想气体的性质
3-1 理想气体的概念
理想气体
理想气体是一种实际上不存在的假想气体，其分子 是弹性的、不具体积的质点，分子间相互没有作用 力
工程热力学 2 理想气体的性质
kJ kg K
c
Mc
质量比热容 摩尔比热容 容积比热容
c' Mc 22.4
kJ
kg C
o
kJ
kJ
kmol K
kmol C
o
C
/
kJ
Nm K
3
kJ
Nm C
3 o
换算关系：
c 0
比热容是物性参数。 与物质性质、气体的热力过程、所处状态都有关。
T
(1)
单位质量 同气体升1k
T1 T2
注意:单位 P-绝对压强 T-绝对温度
一分钟 进的气：
2-3 解：∵初、 终 各状态的三个参数都 已知 ∴ 吸气前m2后 m3储气箱内气体的质 量及一分钟进气量m1 就都可求出
m kg : pV mRT
求出储气箱中进了多少质量Δm=m3-m2(最终-原有) 再除以一分钟的进气量m1 即得总进气时间 t=Δm/m1
（适用理想气体）
c p cv R
c ' p c 'v 0 R
Mc
p
其差值不变 为气体常数
Mc
v
MR R 0
（ P23梅耶公式推导） 设1kg某理想气体，温度升高dT,所需热量为： 按定容加热：δqV = CV. dT 按定压加热：δqP = CP. dT 二者之差： δqV－ δqP ＝［pdv] P （膨胀功） =d（pv）P 即 CV. dT － CP . dT=R dT CP -CV=R （2-10）
T>常温，p<2MPa 的双原子分子
理想气体 O2, N2, Air, CO, H2
如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等, 三原子分子（H2O, CO2)一般不能当作理想气体. 特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2 ，可以
理想气体的性质
理想气体的性质
理想气体是指在一定条件下具有理想行为的气体。
它是理想化的气
体模型，假设气体中分子之间没有相互作用和体积，并且分子之间的
碰撞是弹性碰撞。
以下是理想气体的主要性质：
1. 理想气体的分子是无限小的，没有体积，分子之间没有相互作用力。
这意味着气体的体积可以无限压缩，并且气体分子之间不存在任
何引力或斥力。
2. 理想气体的分子运动是完全混乱的，分子在空间中自由运动，并
且沿各个方向上的速度分布是相等的。
这被称为分子速度均分定理。
3. 理想气体的压强与温度成正比，压力与体积成反比。
这意味着如
果气体的温度升高，压强也会增加，反之亦然；如果气体的体积减小，压力也会增加，反之亦然。
这被称为理想气体状态方程或理想气体定律。
4. 理想气体的温度与体积成正比，温度与压强成正比。
这意味着如
果气体的体积增加，温度也会增加，反之亦然；如果气体的压强减小，温度也会减小，反之亦然。
这被称为理想气体的热力学性质。
需要注意的是，现实气体往往存在分子间相互作用和体积，因此它
们不完全符合理想气体模型。
然而，理想气体模型在许多实际应用中
仍然是一个非常有用的近似模型。
理想气体的性质
理想气体的性质理想气体是物理学中的一个理论模型，用来描述气体在一定条件下的性质和行为。
理想气体具有一些特殊的性质，这些性质在现实气体中可能不完全适用，但在某些条件下可以近似地描述真实气体的行为。
本文将介绍理想气体的性质，包括分子间无相互作用、弹性碰撞、理想气体方程等。
1. 分子间无相互作用理想气体的一个重要特性是分子间无相互作用。
在理想气体模型中，气体分子被假设为点状物体，它们之间除了瞬时的碰撞外，没有其他相互作用力。
这意味着分子间没有引力或斥力，也不会发生化学反应。
因此，在理想气体中，分子之间的距离和分子间的相互作用对气体的性质没有实质性影响。
2. 弹性碰撞另一个理想气体的重要性质是分子间的弹性碰撞。
在理想气体中，气体分子之间的碰撞是完全弹性的，即在碰撞过程中没有能量的损失。
这意味着气体分子在碰撞后会改变运动方向和速度，但总的动能保持不变。
这种弹性碰撞使得理想气体能够满足能量守恒和动量守恒定律。
3. 理想气体方程理想气体方程是描述理想气体性质的一个重要公式。
它以压力、体积和温度为主要变量，表达了气体的状态。
理想气体方程可以写为：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量，R为气体常数，T表示气体的温度。
根据理想气体方程，我们可以计算气体的压强、容积和温度等参数之间的关系。
4. 摩尔质量和分子速度理想气体的性质还包括摩尔质量和分子速度的相关性。
摩尔质量是指一个物质的摩尔单位（mol）的质量。
对于理想气体，摩尔质量对应着气体分子的质量。
根据气体分子的质量和理想气体方程，我们可以推导出分子速度与气体温度之间的关系。
5. 理想气体的热容理想气体的热容是指单位物质的理想气体在吸热或放热时的温度变化。
根据理想气体方程和热力学定律，我们可以计算出理想气体的定压热容和定容热容。
其中，定压热容表示在压强恒定的条件下，气体在吸热或放热时的温度变化；定容热容表示在体积恒定的条件下，气体在吸热或放热时的温度变化。
理想气体的性质
第二章理想气体的性质第一章一开始，我们就讲了工质是实现热能与机械能相互转化的媒介物，热能与机械能的相互转化是靠工质在设备中吸热膨胀作功等状态变化过程实现的。
因此必须熟悉常用工质的热力性质。
此外，我们也了解到，热能与机械能的转化是通过工质的膨胀实现的，所以，作为这样的工质必须具有可胀缩性和流动性，而在气固液三态中，只有气态具有这种性质，所以，在这一章我们就专门研究的气态的这种性质，研究工质在一定的状态下三个基本状态参数的关系—状态方程式。
比热容和内能、焓、熵的计算方法，其中状态方程的建立和比热容的计算是主要的只有知道了工质的状态方程和比热容其他参数，Δu、Δh、Δs才能推算出来。
2-1 理想气体与实际气体在普通物理学中，已经介绍过理想气体的概念，所谓的理想气体是一种实际并不存在的假想的气体，那么我们为什么还需要研究它呢？一、何为理想气体定义：1、气体分子是些弹性的，不占体积的质点。
2、分子相互间没有作用力。
二、为什么要研究它1、为了研究方便如果考虑了气体分子之间有相互作用力和分子本身的体积，那么气体的性质就变得很复杂，状态参数之间的函数关系，也会变得很复杂，要用较长的关系式来表达，这样的关系式对我们分析问题带来极大的困难，引入理想气体后，使得气体分子的运动规律大大简化了，这样，不但可以定性地分析气体的热力学现象，还可以定量地得出状态参数之间简单的函数关系，简化了分析计算，然后根据具体情况，加以修正，就可以接近实际气体的计算这种方法在科学研究和生产实践中常用的一种处理问题的方法。
2、工程技术上具有实际的意义经过简化之后，能否符合实际情况，偏差有多大，这要看具体条件。
当T很高、P很低→气体V很大→离液态很远，因为V很大→分子间距离很大→分子间作用力越小→可以忽略→分子本身的体积相对空间少→忽略作用力，本身的体积→误差不会很大，所以理想气体实质上是实际气体P→0、V→∞时的理想极限状态。
工程上，一定状态下的实际气体，都可以处理想气体，例如：H2、O2、N2、CO2及组成的气体，烟气，他们的液化温度较低（1标准大气压-183℃才能液化）离液液态较远，在通常P、T下，可处理为理想气体，误差不大，都在工程所需要的范围。
第二章理想气体性质
2 N pv=RT，R NB，N＝ 3 m 2 2 N 2N MR= MNB= M B= B 3 3 m 3 n0 m N n0= ，摩尔数，则 表示每摩尔物质所具有 M n0 N 的分子数，由阿佛家得罗定律可知， 为常数 n0 令MR=R 0，则R 0为常数。且与物质种类无关。
思考：
注意!
体积热容的容积是标准状态下的容积。 三种热容间的换算关系:
3种不同单位的比热的关系：
Mc c c 0 22.4
二、定容比热与定压比热
1、定容比热：定容情况下，单位物量的物体， 温度变化1k所吸收或者放出的热量，称为 该气体的定容比热。
cv
qv
dT
2、定压比热 定压比热：定压条件下，单位物量 的物体，温度变化1k所吸收或者放 出的热量，称为该气体的定压比热。
cp cv=R cp k cv
得到比热的计算式
R cv k 1 kR cp= k 1
验证，对于空气，按双原子气体
R 0.287 cv 0.72kJ / kg k k 1 1.4-1 5 8.314 Mcv 2 cv= 0.72kJ / kg k M 28.97
i2 k i
真实比热与平均比热
真实比热：
Mcp a0 aiT
i 1
n
i
Mcv Mcp R 0 a0 R 0 aiT
i 1
n
i
平均比热：
根据面积相等原理 q cdt cm t2 t1 t
t2
1
q cdt= cdt cdt c | -c |
实际气体（ real gas）
实际气体： 如果气体有很高的密 度，以致气体本身的分子体积及分 子间作用力不能忽略不计时，就为 实际气体了。“制冷剂”或“蒸汽” 是实际气体。不能用简单的式子描 述.
无机化学第2章气体
pV = nRT
R — 摩尔气体常数。
在 p = 101.325 kPa 和 T = 273.15 K（标准状态下），1.0
mol 任何气体的体积 V 都是 22.414 L，由此可推出摩尔气体 常数 R 为： R= pV = nT 101.3 kPa × 22.414 L 1.0 mol × 273.15 K
分压与分压定律 i) 组分气体 理想气体混合物(在同一容器中，相互间不发生化学 反应，分子本身的体积和它们相互之间的作用力可略而不 计的几种不同气体形成的混合物）中每一种气体叫做组分 气体。
ii) 分压
组分气体 B 在相同温度下占有与混合气体相同体积时 所产生的压力，叫做组分气体 B 的分压 （pB）。
第二章 气 体
2.1 2.2 2.3 气体的性质 理想气体状态方程式 气体混合物及分压定律
2.4
2.5*
气体分子运动论
真实气体
2.6*
气体临界现象
无机化学
物质的状态
组成物质的粒子主要是原子、分子或离子。不 同温度和压力下，粒子间距离、相互作用力及粒子 的运动情况各异，从而使物质在宏观上呈现不同聚 集态。 自然界中物质在常温常压下主要以气态 (gaseous state)、液态(liquid state)和固态(solid state) 三种聚集状态存在。
x(CH4) = 1- x(O2) = 0.75
无机化学
po2
no2 RT V
0.188mol 8.314kPa L mol 1 K 1 273K 15.0L 28.45kpa
0.563mol 8.314kPa L mol 1 K 1 273K 15.0L 85.20 kpa
第二章 理想气体的性质
p 100 245.2 345.2kPa
T 273 40 313K
PV PV 0 0 T T0
mkg气体状态方程： PV mRT 过程中气体质量不变：
P T0 345.2 274 V0 V 4.5 13.37m3 P0 T 101.325 313
例2: 某活塞式压气机将某种气体压入储气箱中。压气机每分钟 0 吸入温度 t1 40 C ,压力为当地大气压力 B 100kPa 。储气箱的容积 为 V 9.5m3 . 问经过多少分钟后压气机才能把箱内压力提高到状 态3，p3 0.7MPa , t3 500 C ,压气机开始工作以前，储气箱内 0 p 0.7MPa, t 17 C 气体状态为： g2 2
解： 1）由于压力较低，故煤气可作理想气体
751.4 133.32 44 9.81 Pa p1 T0 273.15 K V0 V 68.37 m3 p0 T1 101 325 Pa 273.15 17 K
63.91 m3
pV p0V0 m RgT RgT0
1 kg : pv RT
m kg : pV mRT
R0: 通用气体常数 kJ/kg.K
m： 工质质量 kg
n： 工质的量 mol
气体常数R：
与气体种类有关
R0 8314 R M M
J/ （kg. K）
例如:
R空气
R0 8314 287J/kg.K M 空气 28.97
计算时注意事项: 1、绝对压力: Pa 2、温度单位: K
容积成分ri与摩尔xi的换算
某组成气体的摩尔容积
Vi nV ri i mi V nVm
xi
气体的性质理想气体状态方程的应用范例
气体的性质理想气体状态方程的应用范例气体的性质及理想气体状态方程的应用范例气体是物质存在的一种形态, 它具有独特的性质和行为。
了解气体的性质对于科学研究和日常生活都具有重要意义。
本文将介绍气体的性质，并通过应用理想气体状态方程的范例来说明其在实际问题中的应用。
一、气体的性质1. 压强气体分子在容器内撞击容器壁面时产生的力与单位面积的比值称为压强。
压强是气体性质的一种基本表征，通常用帕斯卡（Pa）作为单位。
2. 温度气体的温度取决于其分子动能的平均值。
冷热是描述气体温度的常用形容词，但具体的温度值需要用开尔文（K）或摄氏度（℃）来表示。
3. 体积气体的体积是指其占据的空间大小。
在常温下，气体自由膨胀与被限制膨胀两种形态，分别对应着分子间距较大和分子间距较小的状态。
二、理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的压强、体积和温度之间的关系：PV = nRT式中，P代表气体的压强，V代表气体的体积，n代表气体的摩尔数，R代表气体常数，T代表气体的温度。
理想气体状态方程为解决气体问题提供了基本的框架。
下面，我们将通过几个应用范例来进一步了解其应用。
范例一：气体压强和温度关系假设有一气缸中的气体在压强不变的情况下，温度从T1升高到T2，求气体的体积增加的比例。
解题思路：根据理想气体状态方程PV=nRT，可得V1=nRT1和V2=nRT2。
由题意可知，压强P和摩尔数n均不变，故PnRT1=PnRT2。
整理得V2/V1=T2/T1，即气体的体积与温度成正比。
范例二：气体的摩尔质量计算通过容器中气体的质量和温度确定气体的摩尔质量。
解题思路：已知气体质量m、温度T和气体的化学式，需要求气体的摩尔质量M。
首先，可以利用理想气体状态方程计算气体的摩尔数n：n = m / (RT)。
然后，根据气体摩尔质量的定义，可以计算气体的摩尔质量： M =m / n。
范例三：气体的被压缩程度计算当气体被固定的容器压缩时，计算气体的体积缩小的比例。
理想气体热力学性质知识点总结
理想气体热力学性质知识点总结1．为什么理想气体的热力学能只是温度的函数？答：方法一、根据焦耳实验可知，因为是理想气体向真空膨胀的过程，所以该过程的体积功W=0；因为水温未变，说明系统与环境之间没有热量交换，Q=0。
所以根据热力学第一定律就有△U=0。
因为U 是T 和V 的函数，所以有d ()d ()d V T U U U T V T V ∂∂=+∂∂，现在温度不变，dT=0；体积膨胀，dV ≠0，所以一定有()0T U V ∂=∂，即在定温条件下，热力学能随体积的变化率为零，也就是说，热力学能不受体积影响，跟体积无关。
如此一来，热力学能U 就只是温度一个变量的函数了。
方法二、我们可以简单理解热力学能包含动能和势能，动能跟温度有关，势能跟分子之间的作用力有关，也就是跟分子间的距离有关，而分子间的距离的宏观表现就是体积。
因为理想气体是一种理论模型，认为分子之间没有作用力，所以分子之间就没有势能，也就是说U 与体积无关，那么剩下的就只有温度一个变量了。
2、为什么理想气体的焓只是温度的函数？答：因为H=U+pV ，理想气体的pV=nRT ，所以理想气体的H=U+ nRT 。
等式的右边都只与温度有关，所以，理想气体的焓只是温度的函数。
3、理想气体的U=f （T ）和理想气体的H= f （T ）有什么用呢？ 答：对理想气体的任何变化过程都有⎰=∆21m ,T T V dT nC U =nC V,m △T (因为理想气体的C V,m 是常数，单原子C V,m =1.5R ，双原子C V,m =2.5R)⎰=∆21d m ,T T p T nC H = nC p,m △T (因为理想气体的C p,m 是常数，单原子C p,m =2.5R ，双原子C p,m =3.5R)4．理想气体的任何变化过程包括哪些？各种变化过程中Q 、W 、△U 和 △H 该如何计算？答：常见的理想气体的变化过程有：理想气体的等温变化过程（包含等温可逆过程和等温反抗恒外压过程）、理想气体的等容变化过程、理想气体的等压变化过程、理想气体的绝热变化过程（包含绝热可逆过程和绝热反抗恒外压的不可逆过程）。
理想气体的概念
理想气体的概念气体是物质的一种状态，它在物理学和化学学科中都有重要的应用。
理想气体是一种理想化的气体模型，它在物理学中被广泛研究和应用。
理想气体的概念在理解气体的特性和行为方面非常重要，因此本文将详细介绍理想气体的概念、性质和应用。
1. 理想气体的定义理想气体是一种理想化的气体模型，它假定气体分子之间没有相互作用，体积可以忽略不计，分子间碰撞是完全弹性碰撞。
这个模型假设非常简单，但是它在研究气体的性质和行为方面非常有用。
理想气体模型的基本假设是：(1) 气体分子是点状的，没有大小和形状，分子之间没有相互作用。
(2) 气体分子在运动中碰撞是完全弹性碰撞，能量守恒。
(3) 气体分子的平均自由程很大，远大于分子的大小。
(4) 气体分子的运动遵循玻尔兹曼分布定律。
(5) 气体分子的速度分布服从麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律。
2. 理想气体的性质理想气体的性质可以通过理想气体状态方程来描述。
理想气体状态方程是一个描述气体状态的方程，它给出了气体的压强、体积和温度之间的关系。
理想气体状态方程的表达式为：pV = nRT其中，p是气体的压强，V是气体的体积，n是气体的物质量，R是气体常数，T是气体的温度。
理想气体状态方程可以用来计算气体的压强、体积和温度等参数，也可以用来描述气体的状态变化。
除了理想气体状态方程，理想气体还有一些其他的性质。
下面列举一些重要的性质：(1) 理想气体的压强与温度成正比，体积与温度成反比。
(2) 理想气体的压强与物质量成正比，体积与物质量成正比。
(3) 理想气体的压强与体积成反比，温度与体积成正比。
(4) 理想气体的压强与体积成反比，温度与压强成正比。
(5) 理想气体的热容量与温度无关，与分子数成正比。
3. 理想气体的应用理想气体的概念在物理学和化学学科中都有广泛的应用。
下面列举一些常见的应用：(1) 气体状态方程的计算：理想气体状态方程可以用来计算气体的压强、体积和温度等参数，可以应用于化学反应、燃烧、汽车引擎等领域。
气体的性质归纳气体的物理特性和气体定律
气体的性质归纳气体的物理特性和气体定律气体是物质的一种状态，具有独特的物理特性和遵循一系列气体定律。
本文将系统地总结气体的性质、物理特性和气体定律，并探讨它们在化学和物理领域的应用。
一、气体的性质1. 可压缩性：气体由分子或原子组成，分子间间距较大，因此气体具有很高的可压缩性。
当外界施加压力时，气体分子会靠近，减小气体体积。
2. 可扩散性：气体分子具有高度运动性，能够均匀地在容器中扩散。
此特性与气体分子之间间距较大有关。
3. 可变性：气体在不同温度和压强下会发生变化。
温度上升，气体分子的平均动能增加，体积扩大；压强增加，分子间静电斥力也增大，导致体积缩小。
4. 可混溶性：气体能够完全混合，形成均匀的混合物。
气体分子的运动能量使其能够在容器中自由扩散并充满整个空间。
二、气体的物理特性1. 压强（P）：气体对容器壁施加的力与单位面积的比值。
常用的单位是帕斯卡（Pa）或标准大气压（1 atm = 101325 Pa）。
2. 体积（V）：气体所占据的空间大小。
常用的单位是升或立方米（m³）。
3. 温度（T）：气体中分子的平均动能。
常用的单位是摄氏度（℃）或开尔文（K）。
4. 物质的量（n）：衡量气体分子数目的物理量。
常用的单位是摩尔（mol）。
5. 密度（ρ）：气体的质量与单位体积之比。
常用的单位是千克每立方米（kg/m³）或克每升（g/L）。
三、气体定律1. 波义-马里亚定律（Boyle's Law）：在恒温条件下，气体的体积与其压强成反比。
即PV = 常数。
2. 查理定律（Charles's Law）：在恒压条件下，气体的体积与其温度成正比。
即V/T = 常数。
3. 盖-吕萨克定律（Gay-Lussac's Law）：在恒容条件下，气体的压强与其温度成正比。
即P/T = 常数。
4. 通用气体方程（Ideal Gas Equation）：结合波义-马里亚定律、查理定律和盖-吕萨克定律，我们可以得到理想气体状态方程：PV = nRT，其中R为气体常数。
化学理想气体知识点总结
化学理想气体知识点总结一、理想气体的特性理想气体是指在大多数情况下，气体分子之间几乎不受相互作用的影响，可以用理想气体方程式描述其状态。
理想气体的特性包括以下几个方面：1. 无相互作用：理想气体分子之间几乎没有相互作用，分子之间的吸引力和斥力可以忽略不计。
2. 分子体积忽略不计：理想气体分子的体积可以忽略不计，与容器的体积相比可以忽略不计。
3. 分子间的平均动能与温度成正比：理想气体分子的平均动能与温度成正比，即温度越高，分子的平均动能越大。
4. 气体分子运动呈无规则直线运动：理想气体分子在运动时呈无规则直线运动，在碰撞时完全弹性碰撞。
以上这些特性使得理想气体具有简单的物理性质，使得理想气体方程式可以描述其状态，并为化学研究和应用提供了理论基础。
二、理想气体的状态方程理想气体的状态方程是描述理想气体状态的基本公式，可以用来计算气体的压力、体积、温度等物理量之间的关系。
理想气体方程式可以用三种不同的形式来表示，分别为：1. 体积-压力-温度关系：PV = nRT式中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T 表示气体的温度。
2. 摩尔体积-压力-温度关系：PV = NkT式中，P表示气体的压力，V表示气体的摩尔体积，N表示气体的分子数，k表示玻尔兹曼常数，T表示气体的温度。
3. 分子速率-温度关系：v = (3kT/m)^0.5式中，v表示气体分子的速率，k表示玻尔兹曼常数，T表示气体的温度，m表示气体分子的质量。
这三种形式的理想气体方程式可以根据不同的实际情况来选择使用，便于求解不同的气体状态问题。
三、理想气体的性质理想气体的性质是指理想气体在不同条件下的状态性质，包括压缩性、可压缩性和等温过程等。
1. 压缩性：在一定外力的作用下，气体可以发生压缩变化，其压缩性可以用压缩系数来描述。
理想气体的压缩系数为0，即在一定外力作用下，理想气体的体积不会发生变化。
2. 可压缩性：理想气体在受到外力作用时，体积会发生变化，即理想气体具有可压缩性。
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Mc
p
其差值不变 为气体常数
Mc
v
MR R 0
3.比热比k：
k cp cv
CP与CV之比称为比热容比，也称为熵比数 k＞1
它也是一重要参数
cv R k 1
cp kR k 1
cp cv R
4、定值、真实、平均比热 （了解）
§2-3 混合气体的性质
n pi i 1 T ,V
1.道尔顿分压定律 :
p p1 p 2 p 3 p n
2阿密盖特分容积定律：
混合气体的总容积V等于各组成气体分容积Vi之和。 即：
n V V1 V 2 V 3 V n V i i 1
T ,P
o质量成分定义式：
gi mi m
o
kJ
kJ
kmol K
kmol C
o
C
/
kJ
Nm K
3
kJ
Nm C
3 o
换算关系：
c 0
2.定容比热与定压比热的关系
∴ 同m的气体升高相同的温度，定压过程吸收的 热量多于定容过程吸收的热量，因此，CP ＞ CV
梅耶公式：
c p cv R
c ' p c 'v 0 R
g1 g 2 g n
i 1
n
gi 1
o容积成分定义式：
ri Vi V
r r1 r2 rn
r
i 1ni1o摩尔成分定义式：
xi ni n
x x1 x 2 x n
i 1
n
xi 1
第二章 小结 1 理想气体状态方程表示处于平衡状态时理想气 体的P、v、T间的关系，应熟练地掌握运用需特别 注意有关物理量的含义及单位的选取 2 气体的比热是重要的热力性质之一，热工计算 时常用，应理解、掌握气体比热的定义、单位：c、 c’、Mc、cp、cv、真实比热、平均比热、定比热、 比热比、K 3 用定比热和平均比热计算q要掌握。 4 混合气体的T、P、v，总和分的关系要理解。 5 混合气体的组成成分、M、R了解
P v1 1 T1
P V1 1 T1
P2 v 2 T2
（同种气体）
P2V2 T2
（仅适用于闭口系统） 针对一定量气体
计算时注意单位
1、p 绝对压力 pa 2、T 温度单位 K 3、ν比体积 m3/kg
统一单位（最好均用国际单位）
理想气体状态方程应用（要熟练）
1 kg : pv RT
m kg : pV mRT
第二章
理想气体的性质
§2-1
理想气体状态方程
VM：摩尔容积m3/kmol；
pV M R0T
状 态 方 程
R0：通用气体常数，J/kmol· K；
V：nKmol气体容积m3； P：绝对压力 Pa ；
pV nR0T
1 kg : pv RT
m kg : pV mRT
v：比容 m3/kg；
T：热力学温度 K V：质量为mkg气体所占的 容积；
定未知基本参数
定气体质量
P V1 1 T1
P2V2 T2
P v1 1 T1
P2 v 2 T2
不同状态下体积换算 参数确定 注意单位
• §2-2 理想气体的比热(物性参数与过程、状态）
符号 名称 单位
kJ kg K
c
Mc
质量比热容 摩尔比热容 容积比热容
c' Mc 22.4
kJ
kg C