6理想气体状态参量方程2017解析

罗伯特·波义耳
1646年波义耳应邀加入了由威尔金斯组织的 社团“哲学学会”。1648年克伦威尔任命威 尔金斯主持对牛津大学的改革，威尔金斯邀 请波义耳到牛津去工作。1654年波义耳前往 牛津，在自己的祖传领地上建立了实验室， 聘请罗伯特·胡克为助手开始对气体和燃烧 进行研究。当他向密闭空气施加双倍的压力 时，空气的体积就会减半；施加3倍的压力时， 体积就会变成原来的1/3。1660年他创建了一 个简单的数学等式来表示这一比例关系，现 在我们称之为“波义耳定律”。
温度T(k) 273 300 330 360 373 压强(105Pa) 0.91 1.00 1.10 1.20 1.24
p C T
查理定律
内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况
下，它的压强跟热力学温度成正比。这个规律叫
做查理定律。
数学公式 p C T
p1 p2 T1 T2
p p T T
等温变化
1、等温变化：气体在温度不变的状态下，发 生的变化叫做等温变化。
2、实验研究
实验目的：在温度(T)保持不变时，研究一定 质量气体的压强(P)和体积(V)的关系
实验装置
等温变化
p/105 Pa
3
2
1
0
1
2
3
4
V
p/105 Pa
3
2
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1/V
罗伯特·波义耳
1627年1月25日生于爱尔兰沃特福德郡的莱斯 城堡，是当时英国最富有的人理查德·波义 耳伯爵的第七个儿子。童年体弱早慧，不喜 欢参加体育锻炼，学会拉丁语和法语。八岁 进入他父亲朋友任教务长的伊顿公学。三年 之后他在法国家庭教师陪伴下出国学习，在 日内瓦度过了两年。1641年前往意大利佛罗 伦萨，研究伽利略的天文学著作与实验。 1643年理查德·波义耳死于战争，为他留下 了多西特庄园和遗产。1644年他回到爱尔兰， 看守庄园同时开始了他的科学研究。
判断哪条等容线表示的是体积大? P = C T V2 > V1
气体质量相等时，斜率小的体积大。
课堂练习
由查理定律可知，一定质量的理想气体在体
积不变时，它的压强随温度变化关系如图。
玻意耳定律
内容： 一定质量的某种气体，在温度保持不变的情
况下，压强P与体积V成反比，或压强p与体积 V的乘积保持不变。即：pV＝常量
适用条件及范围： 1.一定质量气体且温度不变 2.温度不太低，压强不太大
等温变化图象： 1.等温线是双曲线的一支。
2.温度越高,其等温线离原点越远。
气体实验定wenku.baidu.com 等容变化
罗伯特·波义耳
1680年波义耳被选为英国皇家学会会长，但 是由于誓言的问题，他拒绝了这一职务。 1689年之后波义耳本来就不是很好的健康继 续恶化，他退出了一切社会活动。在这种闲 居中，他整理思想和文章，并从事一些秘密 的传给后人的化学研究。 1691年12月30日，在他姐姐去世后仅仅一周， 波义耳去世。葬于圣马丁教堂墓地，按照他 的遗嘱，他捐赠他写的关于上帝存在讨论的 演讲稿，以供后来学者进行讨论。
一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每
升高（或降低）1℃，增加（或减少）的压强等于
它0℃时压强的1/273．
适用条件及范围： 1.一定质量气体且体积不变 2.温度不太低，压强不太大
查理
1746年11月12日生于法国的博让西。中学毕 业后先在财政部当职员，由于对自然科学的 爱好，转而从事自然科学研究。1783年在法 国蒙戈尔费埃兄弟制成热气球后不久，他制 造了充氢气的气球，第一次实现了氢气球升 空。他在物理学上的重要贡献是发现了查理 定律。大约在1787年，他研究气体的膨胀问 题时发现了这一定律。但并没有发表，而是 由盖·吕萨克偶然地知道这一结果后于1802 年发表的。
查理定律
压强与温度的关系
思考： 为什么夏天自行车车胎的气不能打得太足？ 为什么热水瓶倒出一些水后盖上瓶塞，过一 段时间后很难取出瓶塞？
气体体积不变时，其压强与温度有何关系？ 等容变化:气体在体积保持不变的情况下发生 的状态变化，叫做等容变化。
压强与温度的关系
实验装置
实验数据
温度t(°C) 0 27 57 87 100 压强(105Pa) 0.91 1.00 1.10 1.20 1.24
气体实验定律 等温变化
玻意耳定律
1.温度 2.体积
3.压强
热力学温度T ：开尔文 T = t ＋ 273 K
体积 V
单位：有L、mL等
压强 p
单位：Pa（帕斯卡）
问题
一定质量的气体，它的温度、体积和压强三 个量之间变化是相互对应的。我们如何确定 三个量之间的关系呢？
方法研究——控制变量法
在物理学中，当需要研究三个物理量之间的 关系时，往往采用“保持一个量不变，研究 其它两个量之间的关系，然后综合起来得出 所要研究的几个量之间的关系”。
查理定律：
微观解释：
一定质量m的气体的总分子数N是一定的，体 积V保持不变时，其单位体积内的分子数n也 保持不变。 当温度T升高时，其分子运动的平均速率v也 增大，则气体压强p也增大； 反之当温度T降低时，气体压强p也减小。
图象
等容图线
等容过程的p－T图象是 一条倾斜的直线，叫做 等容线。等容线的延长 线通过坐标原点，这时 的温度为O K。
查理
后来物理学上就把气体质量和体积不变时压 强随温度正比变化的定律叫做查理定律。他 还预测了气体在恒压下的膨胀速率为一常数， 为盖·吕萨克定律的发现创造了条件。在电 学方面他坚持和发展了富兰克林的理论。他 还发明和改进了一些仪器，发明了液体比重 计、反射测向仪等。查理发表的论文大多数 是数学方面的。物理方面的有《电学实验》、 《温标比较》等。1823年4月7日查理在巴黎 逝世。
罗伯特·波义耳
法国物理学家马略特得到了同样的结果，在 英语国家，这一定律被称为波义耳定律，在 欧洲大陆则被称为马略特定律。1661年波义 耳发表了《怀疑派的化学家》，重新定义元 素这个名称的意义。波意耳对化学发展有重 要贡献，被认为是近代化学的奠基人。1668 年他离开牛津前往伦敦建立了自己的实验室。 1673年波义耳和胡克对物质的燃烧进行了研 究，最先揭示了空气是燃烧的必要条件。他 还发现了植物的色素可以在酸性和碱性条件 下出现不同的颜色，从而引入指示剂的概念。