气体实验定律和理想气体的定义

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8.3理想气体状态方程

8.3理想气体状态方程
(2)在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
(3)理想气体的微观本质是忽略了分子力,没有分子势能,理想气
体的内能只有分子动能。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决 定 ,与气体的体积无关.
二、理想气体的状态方程 1、推导
p
A
C
TA=TB
B
0
V
二、理想气体的状态方程
1、推导
p
A
C
TA=TB
第八章 气 体
1.三大气体实验定律内容是什么?适用范围是什么?
2.理想气体定义及特点
p
A
3. A、C状态的状态参量间有何关系
TA=TB
C
B
0
V
一、理想气体
1.定义:在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验 定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。 2.理想气体特点
(1)理想气体是不存在的,是一种理想模型。B Nhomakorabea0
V
2、内容:一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另
一个状态时,尽管p、V、T都可能改变,但是压强跟体积
的乘积与热力学温度的比值保持不变。
3、公式:p1V1 p2V2 或 pV C
T1
T2
T
注:恒量C由理想气体的 质量和种类决定,即由理 想气体的物质的量决定
4、使用条件: 一定质量的某种理想气体.
对一定质量的气体来说,能否做到以下各点? (1)保持压强和体积不变而改变它的温度 (2)保持压强不变,同时升高温度并减小体积 (3)保持温度不变,同时增加体积并减小压强 (4)保持体积不变,同时增加压强并降低温度
一水银气压计中混进了空气,因而在27℃,外界大气压 为758mmHg时,这个水银气压计的读数为738mmHg, 此时管中水银面距管顶80mm,当温度降至-3℃时,这 个气压计的读数为743mmHg,求此时的实际大气压值为 多少毫米汞柱? p=762.2 mmHg

气体的理想气体状态方程和气体定律的实验验证方法

气体的理想气体状态方程和气体定律的实验验证方法

气体的理想气体状态方程和气体定律的实验验证方法气体是一种物质的形态,它具有可压缩性、可扩散性和可容易形态等特性。

对于一般气体体系,在一定条件下,可以用理想气体状态方程和气体定律来描述。

本文将介绍理想气体状态方程以及实验验证气体定律的方法。

一、理想气体状态方程理想气体状态方程是描述气体体积、温度和压力之间关系的方程。

根据玻意耳定律、查理定律和盖伊-吕萨克定律,我们可以得到理想气体状态方程如下:PV = nRT其中,P代表气体的压力,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(以开尔文为单位)。

理想气体状态方程适用于温度较高、压力较低的情况下,对于大部分实际气体体系也可以作为近似的描述。

二、气体定律的实验验证方法1. 波义尔定律的实验验证波义尔定律描述了气体的压强与体积之间的关系。

在实验中,可以使用波义尔管来验证这个定律。

实验步骤:a. 准备一个波义尔管,将管内的气体温度调整至恒定,并记录初始的体积和压强。

b. 缓慢地改变气体的体积,记录每个体积下的压强。

c. 根据记录的数据,绘制气体体积与压强之间的图像。

d. 通过图像的斜率可以验证波义尔定律是否成立。

2. 查理定律的实验验证查理定律描述了气体的压强与温度之间的关系。

常用的实验方法是查理定律球和水浴方法。

实验步骤:a. 准备一个查理定律球和温度控制装置,将球内的气体温度固定,并记录气体的压强。

b. 调整温度控制装置,改变球内气体的温度,记录每个温度下的压强。

c. 根据记录的数据,绘制气体温度与压强之间的图像。

d. 通过图像的比例可以验证查理定律是否成立。

3. 吕萨克定律的实验验证吕萨克定律描述了气体的压强与摩尔数之间的关系。

在实验中,可以使用吕萨克定律装置进行验证。

实验步骤:a. 准备一个吕萨克定律装置,将气体在容器内进行加热,使其温度保持不变,然后记录不同摩尔数下的压强。

b. 根据记录的数据,绘制气体摩尔数与压强之间的图像。

化学气体定律理想气体状态方程与气体定律实验验证

化学气体定律理想气体状态方程与气体定律实验验证

化学气体定律理想气体状态方程与气体定律实验验证化学气体定律:理想气体状态方程与气体定律实验验证化学气体定律是描述气体行为的一系列物理规律,其中理想气体状态方程是最为重要的定律之一。

理想气体状态方程可以用来描述气体的状态和性质,而气体定律实验验证则是通过实验方法来验证这些理论规律的准确性。

一、理想气体状态方程理想气体状态方程是描述气体性质和状态的基本公式,由美国科学家理查德·查利斯(Robert Boyle)和法国科学家约瑟夫·盖·吕萨克(Joseph Louis Gay-Lussac)分别提出。

它以压强(P)、体积(V)、温度(T)和气体的摩尔数(n)为变量,通过以下公式进行表述:PV = nRT其中,R为理想气体常量,其数值为8.314 J/(mol·K)。

这个公式基于以下几个假设:气体分子之间无吸引力和斥力,气体分子之间的碰撞是完全弹性碰撞,并且气体分子体积可以忽略不计。

二、实验验证1. Boyle定律实验验证Boyle定律又称为压力定律,它描述了在恒定温度下,气体的压强与其体积的乘积成反比。

为了验证这一定律,我们可以进行以下实验:实验步骤:a) 准备一个密封的容器,内部装有一定量的气体;b) 利用活塞或其他装置改变容器的体积;c) 测量每种体积下气体的压强。

实验结果:根据Boyle定律,我们预期会发现气体的压强与其体积成反比的关系。

也就是说,当体积增大时,压强会减小;体积减小时,压强会增大。

2. Charles定律实验验证Charles定律也称为容积定律,它描述了在恒定压力下,气体的体积与其温度成正比。

为了验证这一定律,我们可以进行以下实验:实验步骤:a) 准备一个容积可变的容器;b) 在初始状态下,记录气体的初始体积和温度;c) 改变容器温度,并观察气体体积的变化;d) 重新记录气体的体积和温度。

实验结果:根据Charles定律,我们预期会发现气体的体积与其温度成正比的关系。

热学中的理想气体与气体定律实验

热学中的理想气体与气体定律实验

热学中的理想气体与气体定律实验热学是研究热力学和热传导的学科,其中理想气体是热学中一个重要的概念。

理想气体是指在特定条件下,具有理想特性的气体,它遵循一系列气体定律。

在本实验中,我们将通过测量和分析理想气体的性质与行为,来验证和探究气体定律的实际应用。

实验目的:- 了解理想气体的特性与性质。

- 掌握气体定律的应用。

实验原理:理想气体的特性可以通过一系列气体定律来描述,包括等温定律、绝热定律、恒容定律和恒压定律等。

在本实验中,我们将主要关注理想气体状态方程——气体的压强、体积和温度之间的关系,即普适气体定律。

实验器材与试剂:- 球形容器- 压力计- 温度计- 气体源(气缸或气瓶)- 水槽- 尺子或量角器- 毛细管- 记录表格实验步骤:1. 实验准备:a. 将球形容器放入水槽中,确保容器完全浸没并且封闭性良好。

b. 将压力计的毛细管插入容器中,并确保与容器内气体相连。

c. 将温度计放置于容器内部,以测量气体的温度。

2. 实验测量与记录:a. 调节气体源,使气体缓慢地输入到容器中,直到达到所需压强。

b. 记录容器内的压强、体积和温度。

3. 实验数据分析:根据所记录的数据,根据普适气体定律(PV = nRT)进行后续计算与分析。

其中,P为气体压强,V为气体体积,n为气体物质的摩尔数,R为气体常数,T为气体的绝对温度。

4. 实验探究:a. 利用实验数据分析,绘制气体的压力-体积图、体积-温度图和压力-温度图,探究气体的行为特性。

b. 对比理想气体与实际气体,分析理想气体假设的适用范围和局限性。

实验安全注意事项:- 操作时应注意小心,避免因不当操作而导致的事故。

- 在操作过程中要保持容器封闭,确保气体不外泄。

- 当操作高压气体时,要确保容器具备足够的强度和密封性。

实验结果与讨论:通过实验测量和分析,我们可以得到气体在不同压强、体积和温度下的数据,并利用气体定律进行计算与分析。

在探究理想气体行为特性时,我们可以发现气体压力与体积成反比,体积与温度成正比的规律。

理想气体和气体定律的实验

理想气体和气体定律的实验
01 定律实验验证
各定律符合情况
02 应用总结
理想气体定律实验意义
03 实验总结
实验结果结论总览
实验数据分析
通过对Boyle、Charles和Gay-Lussac三个定律 实验结果的分析,我们得出了实验数据的科学结 论。在实验中,温度、压强和体积之间的关系得 到了验证和解释,为理解气体性质提供了重要依 据。通过实验的综合结果,我们深入探讨了理想 气体定律在实验中的应用,展示了气体物理性质 的重要性。
Charles定律实验结果
温度变化
对气体体积的影 响
Charles定律 验证
实验结论一致性
实验数据符 合度
分析结果精准性
Gay-Lussac定律实验结果
温度变化
探讨温度对气体压强的影 响
实验数据对比
分析不同温度下的压强变 化
Gay-Lussac 定 律 应 用
探究气体压强与温度的关 系
综合实验结果
理想气体的性质
波义耳定律
压强与体积成反 比
摩尔气体定 律
气体摩尔数与气 体体积成正比
查理定律
温度与体积成正 比
理想气体的方程
P
V
压力
体积
n
摩尔数
R
气体常数
理想气体的温度单位
01 开尔文(K)
摄氏度 + 273.15 02
03
深入理解理想气体
理想气体的状态方程PV nRT是在一定条件下适 用的简化模型,通过这个方程可以推导出气体在 不同条件下的变化规律,帮助我们更好地理解气 体的行为。温度单位的转换是在实验和计算中必 不可少的步骤,开尔文温度是绝对温度的量度, 可以保证物理定律在不同温度下成立。
通过曲线拟合方 法,找出数据之 间的规律和趋势

高中物理同步选择性必修第三册 第2章气体液体和固体 3 第2课时 理想气体、气体实验定律的微观解释

高中物理同步选择性必修第三册 第2章气体液体和固体  3 第2课时 理想气体、气体实验定律的微观解释

例1 (多选)下列对理想气体的理解,正确的有
√A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型
B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
√D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵从气体实验定律
解析 理想气体是一种理想模型,温度不太低、压强不太大的实际气 体可视为理想气体;理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实 验定律,选项A、D正确,选项B错误. 一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关,与体积无关,选项C 错误.

由题意可知:TA=TB

VB=VC

联立①②③④式可得 pTAVAA=pTCVCC.
知识深化
1.对理想气体状态方程的理解 (1)成立条件:一定质量的理想气体. (2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系,与中间的变化过程无关. (3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定,与状态参量(p、V、T)无关. (4)方程中各量的单位:温度T必须是热力学温度,公式两边中压强p和体 积V单位必须统一,但不一定是国际单位制中的单位.
第二章 3 气体的等压变化和等容变化
第2课时 理想气体、气体实验定律的微观解释
【学习目标】
1.了解理想气体的模型,并知道实际气体看成理想气体的 条件.
2.掌握理想气体状态方程的内容和表达式,并能应用方程解 决实际问题.
3.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律.
【内容索引】
梳理教材 夯实基础
探究重点 提升素养
知识深化
1.玻意耳定律
(1)宏观表现:一定质量的某种理想气体,在温度保持不变时,体积减小,
压强增大;体积增大,压强减小.
(2)微观解释:温度不变,分子的平均动能不变.

气体实验定律和理想气体状态方程

气体实验定律和理想气体状态方程

气体实验定律和理想气体状态方程虎克定律是描述气体压强与体积之间的关系的定律。

根据虎克定律,当温度恒定时,气体的压强与体积成反比。

即P∝1/V。

这个定律表明,在相同温度下,气体体积减小时,压强增大;气体体积增大时,压强减小。

查理定律是描述气体体积与温度之间的关系的定律。

查理定律表明,当气体的压强恒定时,气体的体积与绝对温度呈正比。

即V∝T。

这个定律表明,在相同压强下,气体温度升高时,体积也会增大;气体温度降低时,体积也会减小。

盖-吕萨克定律是描述气体压强与温度之间的关系的定律。

根据盖-吕萨克定律,当气体的体积恒定时,气体的压强与温度成正比。

即P∝T。

这个定律表明,在相同体积下,气体温度升高时,压强也会增大;气体温度降低时,压强也会减小。

道尔顿定律是描述气体混合时的性质的定律。

根据道尔顿定律,当多种气体混合在一起时,它们的总压强等于各个气体分压的总和。

即P总=P1+P2+P3+...+Pn。

这个定律表明,气体的压强仅与其分子数密度有关,与分子种类无关。

以上这些气体实验定律的发现和建立,奠定了理想气体状态方程的基础,即理想气体状态方程PV=nRT。

其中,P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的物质的量,R为气体常数,T为气体的温度。

这个方程表明,在一定条件下,气体的压强、体积、物质的量以及温度之间存在着确定的关系。

理想气体状态方程是理论上对实际气体行为的近似描述。

在实际气体的研究中,考虑到气体分子之间的相互作用和分子体积,通常需要引入校正因子来修正理想气体状态方程。

这些校正因子包括范德瓦尔斯常数和修正的理想气体状态方程,如范德瓦尔斯方程。

综上所述,气体实验定律和理想气体状态方程是对气体性质进行研究和描述的基础理论。

实验定律揭示了气体在不同条件下的行为规律,而理想气体状态方程则通过建立气体性质之间的定量关系,提供了便于计算和研究的数学模型。

这些定律和方程的研究对于我们理解气体行为和应用气体性质具有重要意义。

理想气体的状态方程 课件

理想气体的状态方程   课件

2.公式
pT1V1 1=
p2V2 T2
或pTV= 恒量
3.适用条件:一定 质量 的理想气体。
一、理想气体 1.为了研究方便,可以设想一种气体,在任何温度、 任何压强下都遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做理 想气体。
2.特点: (1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。 (2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽 略不计,分子可视为质点。 (3)理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力, 故无分子势能,理想气体的内能等于所有分子热运动动能之 和,一定质量的理想气体内能只与温度有关。
理想气体的状态方程
知识点1 理想气体
1.定义: 在 任何 温度、 任何 压强下都严格遵从气体 实验定律的气体。
2.理想气体与实际气体
知识点2 理想气体状态方程 1.内容
一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到另一个
状态2时,尽管p、V、T都可能改变,但是压强跟 体积 的乘 积与热力学温度的 比值 保持不变。
三、一定质量的理想气体的各种图象
图线
类别
特点
pV=CT(其中C为恒
p-V
量),即pV之积越大的 等温线温度越高,线离
原点越远
p-1/V
p=CTV1 ,斜率k=CT, 即斜率越大,温度越高
举例
图线
类别
特点
p-T
p=CVT,斜率k=CV,即 斜率越大,体积越小
V-T
V=Cp T,斜率k=Cp ,即 斜率越大,压强越小
×300K
=600K,
TD=ppDAVVDA·TA=42××1200×300K=300K,
由题意TB=TC=600K。
(2)由状态B到状态C为等温变化,由玻意耳定律有pBVB =pCVC,得VB=pCpVB C=2×440L=20L。

人教版高中物理选修3第三章《气体状态方程 热力学定律》讲义及练习

人教版高中物理选修3第三章《气体状态方程 热力学定律》讲义及练习

气体状态方程 热力学定律理想气体的状态方程:(1)理想气体:能够严格遵守气体实验定律的气体,称为理想气体。

理想气体是一种理想化模型。

实际中的气体在压强不太大,温度不太低的情况下,均可视为理想气体。

(2)理想气体的状态方程:C TPVT V P T V P ==或222111 一定质量的理想气体的状态发生变化时,它的压强和体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。

即此值为—恒量。

热力学第一定律:(1)表达式为:ΔE=W+Q1.改变内能的两种方式:做功和热传递都可以改变物体的内能。

2.做功和热传递的本质区别:做功和热传递在改变物体内能上是等效的。

但二者本质上有差别。

做功是把其他形式的能转化为内能。

而热传递是把内能从一个物体转移到另一个物体上。

3.功、热量、内能改变量的关系——热力学第一定律。

①内容:在系统状态变化过程中,它的内能的改变量等于这个过程中所做功和所传递热量的总和。

②实质:是能量转化和守恒定律在热学中的体现。

③表达式:∆E W Q=+ ④为了区别不同情况,对∆E 、W 、Q 做如下符号规定: ∆E > 0 表示内能增加∆E < 0 表示内能减少Q > 0 表示系统吸热 Q < 0 表示系统放热 W > 0 表示外界对系统做功W < 0 表示系统对外界做功能的转化和守恒定律:1.物质有许多不同的运动形式,每一种运动形式都有一种对应的能。

2.各种形式的能都可以互相转化,转化过程中遵守能的转化和守恒定律。

3.能的转化和守恒定律:能量既不能凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。

应注意的问题:1.温度与热量:①温度:温度是表示物体冷热程度的物理量。

从分子动理论观点看,温度是物体分子平均动能的标志。

温度是大量分子热运动的集体表现,含有统计意义,对个别分子来说,温度是没有意义的。

温度高低标志着物体内部的分子热运动的剧烈程度。

2.3.2气体的等压变化和等容变化——理想气体状态方程和压强的微观解释学案-高二下学期物理人教版选择

2.3.2气体的等压变化和等容变化——理想气体状态方程和压强的微观解释学案-高二下学期物理人教版选择

2.3.2气体的等压变化和等容变化——理想气体状态方程和气体实验定律的微观解释一、理想气体及状态方程1.理想气体(1)理想气体定义:。

(2)理想气体与实际气体:。

在时,把实际气体可以当成理想气体来处理。

2.理想气体状态方程(1)内容:一定质量的某种理想气体,在从一个状态变化到另一个状态时,尽管其压强p、体积V和温度T都可能改变,但保持不变。

(2)理想气体状态方程表达式:。

(3)成立条件:一定质量的理想气体。

【例1】(多选)下列对理想气体的理解,正确的有()A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体C.理想气体就是处于标准状况下的气体D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵从气体实验定律【例2】如图所示,一端封闭、一端开口的长度为l=1 m的玻璃管,用长为h=20 cm的水银柱封闭一段理想气体,当玻璃管的开口竖直向下稳定时,气体的长度为l1=72 cm,已知大气压强为p0=76 cmHg,封闭气体的温度为t1=27 ℃。

(1)若气体的温度恒为t1=27℃,将玻璃管缓慢地转过180°,则稳定时气体的长度为多少?(2)保持开口向上,使气体的温度逐渐升高,当温度为多少摄氏度时,水银柱刚好与玻璃管口平齐?(3)在(2)的基础上持续对气体加热,玻璃管中仍有水银柱,当水银柱的长度为多少时,温度最高?例3使一定质量的理想气体的状态按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分。

(1)已知气体在状态A的温度T A=300K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少?(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化的方向)。

说明每段图线各表示什么过程。

二、气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体,保持不变时,是一定的。

在这种情况下,体积时,减小,单位时间内、单位面积上撞击器壁的分子数就,气体的压强就。

理想气体状态方程_课件3

理想气体状态方程_课件3
2、特点:理想气体实际不存在。
3、实际气体看做理想气体的条件:
在温度不低于零下几十摄氏度,压强不超过大气压的 几倍时,实际气体可看作理想气体。
讨论与交流
讨论:一定质量的某种理想气体,由状态A变化到状态C
可能经历几种变化过程?
等温
等容
A 变化 B 变化 C
p
A
等压
等容
C
A 变化 D 变化 C
等容
等压
C
p
A
E
C
O
pA pD
VD VC
V
VA VCD TA TD
pAD p消C 去TD
TD TC
O
VA VE
pE pC
pA pCE TA TE VVEA VC TE TC
V
消去TE
pAVA pCVC
TA
TC
二.理想气体的状态方程
1、内容:一定质量的某种理想气体,在从状态1变化
到状态2时,尽管p、V、T都可能改变,但是压强跟体
积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
2、公式:
p1V1 p2V2 或
T1
T2
pV C T
注:恒量C由理想气体的质量和种类决定。
3、适用条件: 一定质量的某种理想气体.
课堂练习
1、对一定质量的理想气体,下列四种状态变化中, 哪些是不可能实现的( C ) A. 温度升高时,压强增大,体积增大 B. 温度升高时,压强增大,体积减小 C. 温度降低时,压强增大,体积增大 D. 温度降低时,压强增大,体积减小
解:分别写出两个状态的状态参量
(S是管的横截面积)
p1=758738=20 mmHg V1=80S mm3 T1=273+27=300 K

2021届高考物理一轮复习——3理想气体状态方程(含答案)

2021届高考物理一轮复习——3理想气体状态方程(含答案)

第3课时 理想气体状态方程【学业质量解读】内容 学业质量水平要求气体实验定律 通过实验,了解气体实验定律. 理想气体 知道理想气体模型.气体压强的微观解释能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律【必备知识梳理】一.气体实验三定律玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律 条件 一定, 不变 一定, 不变一定, 不变表达式图象二.理想气体1.宏观上讲,理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体.实际气体在 不太大、 不太低的条件下,可视为理想气体.2.微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间. 三.理想气体的状态方程1.内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变.2.公式:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pVT=C (C 是与p 、V 、T 无关的常量).【关键能力突破】一、理想气体状态方程的理解【例1】如图所示为一定质量的理想气体沿着如图所示的方向发生状态变化的过程,则该气体压强变化是( )A. 从状态c到状态d,压强减小B. 从状态d到状态a,压强不变C. 从状态a到状态b,压强增大D. 从状态b到状态c,压强不变【变式1】如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后再回到状态A.关于该循环过程,下列说法中正确的是()A. A→B过程中,气体温度升高B. B→C过程中,气体分子的平均动能增大C. C→A过程中,气体密度变大D. A→B过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多二、理想气体状态方程的应用【例2】(2018·高考全国卷2)如图所示,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a 和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体.已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦.开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处.求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功.重力加速度大小为g.【变式1】(2019年全国3卷)如图所示,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0 cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同.已知大气压强为76 cmHg,环境温度为296 K.(1) 求细管的长度;(2) 若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度.【变式2】活塞式气泵是利用气体体积膨胀来降低气体压强的.已知某贮气筒的容积为V,气泵每抽一次,抽出的气体体积为V′=.设抽气过程中温度不变,贮气筒内原来气体的压强为p0,则对它抽气三次后,贮气筒内的气体压强变为多少?【学科素养提升】1. (2019年全国2卷)如图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N1______N2,T1______T3,T3,N2______N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)2.(2020全国3卷)如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管,左管上端封闭,右管上端开口.右管中有高h0= 4cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l= 12cm.管底水平段的体积可忽略.环境温度为T1=283K.大气压强p0 =76cmHg.(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部.此时水银柱的高度为多少?(2)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?3. (2017全国理综I卷)如图,容积均为V的气缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略),初始时,三阀门均可打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3 通过K1给气缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1,已知室温为27℃,气缸导热.(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;(3)再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强.【基础综合训练】1.关于一定质量的理想气体,下列说法中正确的是()A. 若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强一定变大B. 若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变C. 若气体的压强不变而温度降低时,则单位体积内分子个数一定增加D. 若气体的压强不变而温度降低时,则单位体积内分子个数可能不变2.如图甲所示,P -T图上的a→b→c表示一定质量理想气体的状态变化过程,这一过程在P-V图上的图线应是图乙中的(P、V和T分别表示气体的压强、体积和热力学温度)()甲A B C D3. 如图为某同学设计的喷水装置.内部装有2 L水,上部密封105Pa的空气0.5 L.保持阀门关闭,再充入105Pa的空气0.1 L.设在所有过程中空气可看做理想气体,且温度不变.下列说法中正确的有()A. 充气后,密封气体压强增加B. 充气后,密封气体的分子平均动能增加C. 打开阀门后,密封气体对外界做正功D. 打开阀门后,不再充气也能把水喷光4.某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p0的空气.现在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0的气体的体积为()A. VPP0 B. VPPC. VPP⎪⎪⎭⎫⎝⎛-1D. VPP⎪⎪⎭⎫⎝⎛+1【应用创新训练】1.(2020全国2卷)潜水钟是一种水下救生设备,它是一个底部开口、上部封闭的容器,外形与钟相似.潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气,以满足潜水员水下避险的需要.为计算方便,将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下,如图所示.已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g,大气压强为p0,H h,忽略温度的变化和水密度随深度的变化.(1)求进入圆筒内水的高度l;(2)保持H不变,压入空气使筒内.的水全部排出,求压入的空气在其压强为p0时的体积第3课时参考答案【关键能力突破】【例1】AC 【变1】D【例2】解:开始时活塞位于a 处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直至活塞开始运动.设此时汽缸中气体的温度为T 1,压强为p 1,根据查理定律有p 0T 0=p 1T 1, 根据力的平衡条件有 p 1S =p 0S +mg , 联立解得 T 1=⎝⎛⎭⎫1+mgp 0S T 0, 此后,汽缸中的气体经历等压过程,直至活塞刚好到达b 处,设此时汽缸中气体的温度为T 2;活塞位于a 处和b 处时气体的体积分别为V 1和V 2.根据盖—吕萨克定律有V 1T 1=V 2T 2, 式中V 1=SH ,V 2=S(H +h), 联立解得T 2=⎝⎛⎭⎫1+h H ⎝⎛⎭⎫1+mgp 0S T 0, 从开始加热到活塞到达b 处的过程中,汽缸中的气体对外做的功为 W =(p 0S +mg)h.【变式1】解: (1) 设细管的长度为l ,横截面的面积为S ,水银柱高度为h ;初始时,设水银柱上表面到管口的距离为h ,被密封气体的体积为V ,压强为p ;细管倒置时,气体体积为V 1,压强为p 1.由玻意耳定律有pV =p 1V 1,由力的平衡条件有 p =p 0-ρgh ,式中,ρ、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小,p 0为大气压强.由题意有 V =S(L -h 1-h), V 1=S(L -h), 解得L =41 cm .(2) 设气体被加热前后的温度分别为T 0和T ,由盖—吕萨克定律有V T 0=V 1T , 解得T =312 K .【变式2】解:抽气一次后气体压强为p 1,根据波意耳定律得p 1(V +V′)=p 0V ,解得p 1=45p 0,抽气两次后的压强为p 2,则p 2(V +V′)=p 1V , 抽气三次后的压强为p 3,则p 3(V +V′)=p 2V ,解得p 3=⎝⎛⎭⎫V V +V′3p 0=64125p 0.【学科素养提升】1. 大于 等于 大于2. 【答案】(1)12.9cm ;(2)363K解:(1)设密封气体初始体积为V 1,压强为p 1,左、右管的截面积均为S ,密封气体先经等温压缩过程体积变为V 2,压强变为p 2.由玻意耳定律有1122pV p V = 设注入水银后水银柱高度为h ,水银的密度为ρ,按题设条件有100h p p pg =+,20g p p p h =+()102V S H l h =--,2V SH =联立以上式子并代入题给数据得h=12.9cm ;(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V 3,温度变为T 2,由盖一吕萨克定律有2312V V T T = 按题设条件有3(2)V S H h =- 代入题给数据得T 2=363K3.解:(1)设打开K 2后,稳定时活塞上方气体的压强为p 1,体积为V 1.依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程.由玻意耳定律得011p V p V =①01(3)(2)p V p V V =-②联立①②式得12V V =③ 102p p =④(2)打开K 3后,由④式知,活塞必定上升.设在活塞下方气体与A 中气体的体积之和为V 2(22V V ≤)时,活塞下气体压强为p 2由玻意耳定律得022(3)p V p V =⑤由⑤式得2023Vp p V =⑥ 由⑥式知,打开K 3后活塞上升直到B 的顶部为止;此时p 2为2032p p '= (3)设加热后活塞下方气体的压强为p 3,气体温度从T 1=300K 升高到T 2=320K 的等容过程中,由查理定律得:21'p T =32p T 【基础综合训练】1. AC2. A3. AC4. C【应用创新训练】1. 解:(1)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V 0和V 1,放入水下后筒内气体的压强为p 1,由玻意耳定律和题给条件有:p 1V 1= p 0V 0 ① V 0=hS ② V 1=(h –l )S ③p 1= p 0+ ρg (H –l ) ④联立以上各式并考虑到Hh ,h >l ,解得0gHl h p gHρρ=+ ⑤(2)设水全部排出后筒内气体的压强为p 2;此时筒内气体的体积为V 0,这些气体在其压强为p 0时的体积为V 3,由玻意耳定律有:p 2V 0= p 0V 3 ⑥ 其中p 2= p 0+ ρgH ⑦ 设需压入筒内的气体体积为V ,依题意V = V 3–V 0 ⑧联立②⑥⑦⑧式得0gSHh V p ρ=⑨。

第八章 第3节 理想气体的状态方程

第八章 第3节 理想气体的状态方程

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1. 如图所示,一个密闭的汽缸,被活塞分成体积相等的左、右两室, 汽缸壁与活塞是不导热的,它们之间没有摩擦,两室中气体的温度相等。 现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间, 达到平衡后,左室的体积变 3 为原来的 ,气体的温度 T1=300 K,求右室气体的温度。 4
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其他图象
等 容 线
pt
VT 等 压 线
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使一定质量的理想气体 按图甲中箭头所示的顺序变化,图中 BC 段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。 (1)已知气体在状态 A 的温度 TA=300 K,求气体在状态 B、C 和 D 的温度各是 多少; (2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积 V 和温度 T 表示的图线 (图中要标明 A、B、C、D 四点,并且要画箭头表示变化的方向),且说明 每段图线各表示什么过程。
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1.[多选]关于理想气体,下列说法正确的是( B.理想气体的分子没有体积 C.理想气体是一种理想模型,没有实际意义
)
A.理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型
D.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可当成理想气体
解析:选 AD 理想气体是指严格遵守气体三定律的气体,实际的气 体在压强不太大、温度不太低时可以认为是理想气体,A、D 正确;理想 气体分子间没有分子力,但分子有大小,B 错误。
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3.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这过程可以用如图所示 的直线 ABC 来表示,在 A、B、C 三个状态上,气体的温度 TA、TB、TC 相比较,大小关系为( )
A.TB=TA=TC C.TB>TA=TC

高中人教物理选择性必修二专题10 理想气体状态方程——学生版

高中人教物理选择性必修二专题10 理想气体状态方程——学生版

专题10 理想气体状态方程(学生版)一、目标要求二、知识点解析1.气体的等温、等容和等压变化(1)气体实验定律气体的温度、体积和压强这三个状态参量之间存在一定的关系,我们从三个角度分别探讨它们之间的联系.图1、图2和图3分别表示气体在等温、等容和等压下的各状态参量之间的关系:注意:只有取开尔文温标时,等容变化和等压变化的正比关系才成立. 2.气体压强的微观解释①压强:从微观角度来看,气体对容器的压强是由于大量气体分子对容器的撞击引起的,气体的温度越高,气体分子的密集程度(单位体积内的分子数)越大,气体对容器的压强越大;注意:与气体对容器的压强不同,大气压强是由地球的吸引产生的; ②微观理解a .一定质量的气体温度不变时,平均动能不变,压缩体积使得气体分子密集程度增大,则压强增大;b .一定质量的气体体积不变时,升高温度使得气体分子的平均动能增加,在相同密集程度下撞击容器时的作用力更大,则压强增大;c .一定质量的气体压强不变时,升高温度,分子平均动能增大,为使气体的压强不变,气体只能减小分子的密集程度,即体积增大.3.理想气体状态方程 (1)理想气体①定义:气体实验定律只有在温度变化不大(相比室温)、压强变化不大(相比大气压)的情况下才成立,为研究方便,假设一种气体,在任何温度和任何压强下都符合实验定律,这种气体被称为理想气体;实际气体在温度变化不大(相比室温)、压强变化不大(相比大气压)时可以视作理想气体;②性质:理想气体中的分子忽略自身体积,可视作质点;不考虑分子间的作用力,即分子运动时做匀速直线运动,且不计分子势能;分子与分子、分子与容器的碰撞都是完全弹性的;(2)理想气体状态方程设一定质量的理想气体在1状态时的温度、压强和体积分别为T 1、p 1、V 1,在2状态时的温度、压强和体积分别为T 2、p 2、V 2,则有:112212p V p V T T理论表明,考虑理想气体的数量关系,理想气体状态方程为:pV=nRT 其中n 为理想气体的物质的量.三、考查方向图1图2图3题型1:气体压强的微观解释典例一:(2017•朝阳区二模)科学精神的核心是对未知的好奇与探究,小君同学想寻找教科书中“温度是分子平均动能的标志”这一结论的依据,他以氦气为研究对象进行了一番研究,经查阅资料得知:第一,理想气体的模型为气体分子可视为质点,分子间除了相互碰撞外,分子间无相互作用力;第二,一定质量的理想气体,其压强p 与热力学温度T 的关系式为p nkT =,式中n 为单位体积内气体的分子数,k 为常数。

理想气体的概念及其意义

理想气体的概念及其意义

理想气体的概念及其意义
理想气体是指在一定条件下,具有以下特征的气体:分子之间没有相互作用力,分子体积可以忽略不计,分子之间的碰撞完全弹性。

理想气体的概念在热力学和物理化学等领域中具有重要意义:
1. 简化模型:理想气体假设简化了气体分子之间的相互作用,使得理论分析和计算更加简单。

通过以理想气体作为基础,可以推导出大量适用于真实气体的定律和方程式。

2. 状态方程:理想气体状态方程PV=nRT(P为压强,V为体积,n为物质的摩尔数,R为气体常数,T为温度)是理想气
体特有的状态方程,可以描述气体在不同温度、压强和体积下的关系。

这个方程在实际应用中有诸多用途,如计算气体的密度、体积变化等。

3. 热力学研究:理想气体为研究热力学问题提供了重要的基础。

通过理想气体的模型,可以探讨气体的温度、压强、熵等热力学性质,进一步理解和研究气体的行为和变化。

4. 实验模拟:虽然真实气体与理想气体模型之间存在差异,但在很多实验中,可以将气体近似看作理想气体来简化处理。

这种近似性质使得实验设计更加方便,结果更易于量化和解释。

虽然理想气体对真实气体的精确描述有一定的局限性,但其简化了气体模型,使得对气体的研究和应用更加简单和系统化。

因此,理想气体的概念及其意义在物理化学和工程领域中具有重要地位。

理想气体的概念及其意义

理想气体的概念及其意义

理想气体的概念及其意义理想气体的概念及其意义1. 引言在物理学和化学学科中,理想气体是一种非常重要的概念。

它被用来描述在特定条件下,气体的行为和性质。

理想气体是由一系列简化的假设条件构成的模型,它能够让我们更好地理解气体的行为,推导出一些重要的气体定律,并在实际应用中提供指导。

2. 理想气体的定义理想气体是指在一定的条件下,其分子与分子之间没有相互作用、分子与容器壁之间也没有相互作用的气体。

这些条件包括:气体足够稀薄,体积足够大,温度足够高等。

3. 理想气体的假设条件理想气体模型是基于一系列简化的假设条件构建起来的,这些假设条件包括:a. 分子之间没有相互作用:即理想气体的分子间相互吸引或斥力可以忽略不计。

b. 分子与容器壁之间没有相互作用:即气体分子与容器壁之间的碰撞是完全弹性。

c. 气体分子的体积可以忽略不计:即理想气体的分子是一个质点,体积为零。

d. 气体分子的运动是无规则的:即分子按照各个方向均匀无规律地运动。

4. 理想气体的性质理想气体的性质与其假设条件密切相关,它们包括:a. 理想气体的压强与温度成正比:根据理想气体定律,当温度一定时,理想气体的压强与气体的摩尔数成正比。

b. 理想气体的体积与温度成正比:根据查理定律,当压强一定时,理想气体的体积与气体的摩尔数成正比。

c. 理想气体的体积与压强成反比:根据玛吉特定律,当温度一定时,理想气体的体积与气体的摩尔数成反比。

5. 理想气体的应用理想气体的概念和理论在许多领域中得到了广泛的应用,其中包括: a. 物理学领域:理想气体模型提供了理解气体性质和行为的基础。

它在研究气体传热、气体扩散等方面起到了关键的作用。

b. 化学领域:理想气体模型为化学反应的研究和计算提供了重要的数学工具。

通过理想气体定律,可以计算化学反应中气体的压强、体积和温度等参数。

c. 工程领域:理想气体模型广泛应用于工程计算中,特别是在设计和优化各种气体系统和设备方面。

d. 环境科学领域:理想气体模型被用来研究和预测大气和环境中气体的行为,如大气层中的气体的运动、扩散等。

理想气体定义和焦耳定律

理想气体定义和焦耳定律

理想气体定义和焦耳定律理想气体内能计算公式:E=n*C*T 取n=1mol 则E=CT=(i/2)*R*T理想气体遵从理想气体状态方程和焦耳内能定律,电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比,和通过导体的电流的平方成正比,和通电时间成正比。

该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。

焦耳定律是一个实验定律,它可以对任何导体来适用,范围很广,所有的电路都能使用。

遇到电流热效应的问题时,例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少,即从电流热效应角度考虑对电路的要求时,都可以使用焦耳定律。

理想气体:实际气体在极稀薄状态下的极限近似,反映实际气体在稀薄极限状态下的所有属性。

从本质上说:实际气休在很稀薄时才能看作是理想气体,当气体极稀薄时,气体压强趋于零,这时不同气体的各种参量都趋于一个共同的极限,在这种状态下,不同气体的性质差异消失了,各种气体表现出相同的性质,这就是理想气体,它反映了各种气体的共同性质。

目前关于理想气体的定义含存在争议:a、在一些文献中,把理想气体定义为遵守理想气体状态方程和焦耳定律的气体,即理想气体必须同时满足:pV = nR T 和u = u ( T)b、一些文献把理想气体定义为遵守理想气体状态方程及绝对热力学温标与理想气体绝对温标相等的气体,即理想气体必须同时满足pV = nR T和θ= T (3)3) 还有文献把理想气体定义为仅遵守理想气体状态方程的气体,可以单独定义理想气体。

在流体力学理论中,由于“理想”一词通常指流体“无粘”,为了统一,力学研究者在自己的领域内用“理想气体”来定义没有粘性的气体,当统一了这个定义以后,我们只有将热力学中定义的“理想气体”改称为“完全气体”了。

扩展资料:理想气体的性质1、分子体积与气体分子之间的平均距离相比可以忽略不计;2、分子之间没有相互作用力,不计分子势能;3、分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失;4、在容器中,在未碰撞时考虑为作匀速运动,气体分子碰撞时发生速度交换,无动能损失;5、理想气体的内能是分子动能之和。

物理理想气体知识点总结

物理理想气体知识点总结

物理理想气体知识点总结一、理想气体的概念。

1. 定义。

- 理想气体是一种理想化的模型,严格遵从气体实验定律(玻意耳定律、查理定律、盖 - 吕萨克定律等)的气体。

- 从微观角度看,理想气体分子间除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积(这是与实际气体的主要区别,实际气体分子有体积且分子间存在引力和斥力)。

二、理想气体状态方程。

1. 表达式。

- pV = nRT- 其中p为压强(单位:帕斯卡,Pa),V为体积(单位:立方米,m^3),n为物质的量(单位:摩尔,mol),R为摩尔气体常量,R = 8.31J/(mol· K),T为热力学温度(单位:开尔文,K)。

2. 适用条件。

- 一定质量的理想气体。

3. 推导。

- 由玻意耳定律p_1V_1 = p_2V_2(等温变化,T不变)、查理定律(p_1)/(T_1)=(p_2)/(T_2)(等容变化,V不变)和盖 - 吕萨克定律(V_1)/(T_1)=(V_2)/(T_2)(等压变化,p不变)综合推导得出。

三、理想气体状态方程的应用。

1. 等容变化(查理定律的应用)- 规律。

- 一定质量的理想气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比,即(p)/(T)=C(C为常数)。

- 图像。

- p - T图像是过原点的直线,斜率k=(p)/(T),不同体积的等容线,体积越大,斜率越小。

2. 等压变化(盖 - 吕萨克定律的应用)- 规律。

- 一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,体积与热力学温度成正比,即(V)/(T)=C(C为常数)。

- 图像。

- V - T图像是过原点的直线,斜率k = (V)/(T),不同压强的等压线,压强越大,斜率越小。

3. 等温变化(玻意耳定律的应用)- 规律。

- 一定质量的理想气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比,即pV = C(C为常数)。

- 图像。

- p - V图像是双曲线,p - (1)/(V)图像是过原点的直线。

四、理想气体的内能。

热学中的理想气体与气体定律

热学中的理想气体与气体定律

热学中的理想气体与气体定律在我们日常生活中,气体无处不在,从我们呼吸的空气到充满气球的氦气,从汽车轮胎中的压缩气体到工业生产中的各种气体。

而在物理学的热学领域,对气体的研究有着一套系统的理论和定律,其中理想气体和气体定律就是非常重要的组成部分。

首先,咱们来聊聊什么是理想气体。

理想气体其实是一种在理论上构建出来的模型,它具有一些非常理想化的特点。

理想气体的分子本身不占体积,而且分子之间不存在相互作用力。

这就好像是一群自由自在、互不干扰的“小精灵”,在空间中随意运动。

在实际情况中,当然不存在真正的理想气体。

但为什么还要研究它呢?这是因为理想气体模型能够让我们更方便地理解和研究气体的一些基本性质和规律。

通过对理想气体的研究,我们可以得出一些普遍适用的结论,然后再对实际气体进行修正和完善。

接下来,咱们就得说一说那些重要的气体定律了。

首先是波义耳定律,它指出在温度不变的情况下,一定质量气体的压强和体积成反比。

想象一下,一个密封的气球,如果我们不断地挤压它,让体积变小,那么里面气体的压强就会增大;反之,如果我们让气球膨胀,体积增大,压强就会减小。

然后是查理定律,它说的是在压强不变时,一定质量气体的体积与热力学温度成正比。

举个例子,把一个充满气体的容器加热,温度升高,气体的体积就会增大;而当温度降低时,体积就会缩小。

盖吕萨克定律则表明,在体积不变的条件下,一定质量气体的压强与热力学温度成正比。

比如说,一个密封的钢瓶,给里面的气体加热,温度升高,压强就会增大。

这三个定律各自描述了气体在不同条件下压强、体积和温度之间的关系。

但如果我们把它们综合起来,就得到了一个更全面、更强大的定律——理想气体状态方程,也就是 PV = nRT 。

这里的 P 是压强,V 是体积,n 是物质的量,R 是一个常数,叫做理想气体常数,T 是热力学温度。

理想气体状态方程在很多领域都有着广泛的应用。

在化学实验中,科学家们可以通过测量反应前后气体的压强、体积和温度等参数,来计算反应中气体的物质的量,从而推断化学反应的进程和结果。

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气体实验定律
气体实验定律,即关于气体热学行为的5个基本实验定律,也是建立理想气体概念的实验依据。

这5个定理分别是:①玻意耳定理、②盖·吕萨克定律、③查理定律、④阿伏伽德罗定律、⑤道耳顿定律。

①玻意耳定律
一定质量的气体,当温度保持不变时,它的压强p和体积V的乘积等于常量,即
pV=常量式中常量由气体的性质、质量和温度确定。

②盖·吕萨克定律
一定质量的气体,当压强保持不变时,它的体积V随温度t线性地变化,即
V=V0(1+avt)式中V0,V分别是0℃和t℃时气体的体积;av是压力不变时气体的体膨胀系数。

实验测定,各种气体的av≈1/273°。

③查理定律
一定质量的气体,当体积保持不变时,它的压力p随温度t线性地变化,即p=p0(1+apt)式中p0,p分别是0℃和t℃时气体的压强,ap是体积不变的气体的压力温度系数。

实验测定,各种气体的ap≈1/273°。

实验表明,对空气来说,在室温和大气压下,以上三条定律近似正确,温度越高,压力越低,准确度越高;反之,温度越低,压力越高,偏离越大。

(以空气为例,在0℃,若压强为1大气压时体积为1升,即pV等于1大气压·升,则当压力增为500和1000大气压时,pV乘积增为1.34和1.99大气压·升,有明显差别。

)另外,同种气体的av、ap都随温度变化,且稍有差别;不同气体的av、ap也略有不同。

温度越高,压力越低,这些差别就小,常温下在压力趋于零的极限情形,对于一切气体,av=ap=1/273.15°。

④阿伏伽德罗定律
在相同的温度和压力下,1摩尔任何气体都占有同样的体积。

在T0=273.15K和p0=1大气压的标准状态下,1摩尔任何气体所占体积为V0=22.41410×10-3米3/摩尔(m3·mol-1)。

它也可表述为:在相同的温度和压力下,相同体积的任何气体的分子数(或摩尔数)相等。

在标准状态下,单位体积气体的分子数即J.洛喜密脱常量为n0=2.686773×1025m-3,因此,1摩尔
气体所含分子数为
NA=6.0221367×1023 mol-1称为阿伏伽德罗常量。

根据摩尔的定义,组成物质系统的基本单元可以是原子,分子,也可以是离子,电子,其他粒子或这些粒子的特定组合。

因此,阿伏伽德罗定律也可推广为,1摩尔任何物质所包含的基本单元数都等于阿伏伽德罗常量。

以上讨论限于化学纯气体。

⑤道耳顿定律
混合气体的压力等于各成分的分压力之和。

某一成分的分压力是指该成分单独存在时(即在与混合气体的温度、体积相同,且与混合气体中所含该成分的摩尔数相等的条件下,以化学纯状态存在时)的压力。

以上5个气体实验定律分别是1662年R.玻意耳,1802年盖·吕萨克,1785年J.A.C.查理,1811年A.阿伏伽德罗,1802年J.道耳顿提出的。

理想气体
①定义
定义1:一种具有以下特点的气体:(1)服从马略特和盖-吕萨克定律,因而满足理想气体的状态方程。

(2)内能仅是温度的函数。

(3)比热容与温度无关。

定义2:严格遵守理想气体状态方程pV=nRT的假想气体。

理想气体
严格遵从气态方程(PV=(m/M)RT=nRT)的气体,叫做理想气体.有些书上,指符合气体三大定律的气体。

)从微观角度来看是指:分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体,称为是理想气体。

分子本身不占有体积,分子之间没有作用力,实际不存在的假想气体。

当温度不是很低或很高、压力不是很低或很高,或没有其他特殊条件时,一般气体均可视为理想气体。

②拓展
理想气体应该是这样的气体:
1、分子体积与气体体积相比可以忽略不计;
2、分子之间没有相互吸引力;
3、分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。

4、在容器中,在未碰撞时考虑为作匀速运动,气体分子碰撞时发生速度交换,无动能损失。

5、解热学题的时候,简单的认为是分子势能为零,分子动能不为零。

6、理想气体的内能是分子动能之和。

气态方程全名为理想气体状态方程,一般指克拉珀龙方程:pV=nRT。

其中p为压强,V为体积,n为物质的量,R为普适气体常量,T为绝对温度(T的单位为开尔文(字母为K),数值为摄氏温度加273.15,如0℃即为273.15K)。

当p,V,n,T的单位分别采用Pa(帕斯卡),m3(立方米),mol,K时,R的数值为8.31。

该方程严格意义上来说只适用于理想气体,但近似可用于非极端情况(低温或高压)的真实气体(包括常温常压)。

另外指的是克拉珀龙方程来源的三个实验定律:玻-马定律、盖·吕萨克定律和查理定律,以及直接结论pV/T=恒量。

波义耳-马略特定律:在等温过程中,一定质量的气体的压强跟其体积成反比。

即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。

即p1V1=p2V2。

盖·吕萨克定律:一定质量的气体,在压强不变的条件下,
温度每升高(或降低)1℃,它的体积的增加(或减少)量等于0℃时体积的1/273。

查理定律指出,一定质量的气体,当其体积一定时,它的压强与热力学温度成正比。

即P1/P2=T1/T2或pt=P′0(1+t/273),式中P′0为0℃时气体的压强,t为摄氏温度。

综合以上三个定律可得pV/T=恒量,经实验可得该恒量与气体的物质的量成正比,得到克拉珀龙方程。

说明
1、理想气体又称“完全气体”
理想气体是理论上假想的一种把实际气体性质加以简化的气体。

人们把假想的,在任何情况下都严格遵守气体三定律的气体称为理想气体。

就是说:一切实际气体并不严格遵循这些定律,只有在温度较高,压强不大时,偏离才不显著。

所以一般可认为温度大于500K或者压强不高于1.01×105帕时的气体为理想气体。

2、理想气体是一种理想化的模型
实际并不存在。

实际气体中,凡是本身不易被液化的气体,它们的性质很近似理想气体,
其中最接近理想气体的是氢气和氦气。

一般气体在压强不太大、温度不太低的条件下,它们的性质也非常接近理想气体。

因此常常把实际气体当作理想气体来处理。

这样对研究问题,尤其是计算方面可以大大简化。

3、气体处于高压或者低温条件下
它们的状态变化就较显著地偏离气态方程,对方程需要按实际情况加以修正。

修正的方法很多,过去常用的一种修正方程叫做范德瓦耳斯方程。

它是以考虑分子间的相互作用以及分子本身的体积为前提,对理想气体状态方程进行修正的。

现在已经退出历史舞台,常用的有方程。

在各种温度、压强的条件下,其状态皆服从方程pV=nRT的气体。

又称完美气体。

它是实际气体在压强不断降低情况下的极限,或者说是当压强趋近于零时所有气体的共同特性,即零压时所有实际气体都具有理想气体性质。

pV=nRT称为理想气体状态方程,或称理想气体定律。

在n、T一定时,则pV=常数,即其压强与体积成反比,这就是波义耳定律。

若n、p一定,则V/T=常数,即气体体积与其温度成正比,就是盖·吕萨克定律。

理想气体在理论上占有重要地位,而在实际工作中可利用它的有关性质与规律作近似计算。

③理想气体状态方程
设某一容器内有一定的质量为M,摩尔质量为μ的理想气体,初始的平衡状态为,在状态发生改变后,过渡到新的平衡态,其中间可以经过各种不同的过程。

由气体的实验定律可以推导出气体在初、末两个平衡态的六个状态参量的关系为
(1)
上式(1)即为理想气体状态方程的初步形式。

关系式(1)不仅适用于、两个平衡态,还可推广到其他任何平衡态,即
恒量
其中为标准状态下气体的状态参量。

由阿伏伽德罗定律,在,时,1mol任何气体的体积都为,则摩尔数为的理想气体在标准状态下的体积为,代入上式,可得
我们引进一个对任何气体都普遍适用的常量R,称为普适气体常量:
则上式可写成简单的形式:
(2)
上式表示了理想气体在任一平衡态下各宏观状态参量之间的关系,称为理想气体状态方程。

理想气体状态方程还可以化为另一种常用的形式,即
(3)
其中n为单位气体体积内分子的个数,称为气体分子数密度;
称为玻耳兹曼常量,而称为阿伏加德罗常量。

理想气体状态方程,也称理想气体定律或克拉佩龙方程,描述理想气体状态变化规律的方程。

质量为m,摩尔质量为M的理想气体,其状态参量压强p、体积V和绝对温度T之间的函数关系为pV=mRT/M=nRT
式中M和n分别是理想气体的摩尔质量和物质的量;R是气体常量。

对于混合理想气体,其压强p是各组成部分的分压强p1、p2、……之和,故pV=(p1+ p2+……)V=(n1+n2+……)RT,式中n1、n2、……是各组成部分的摩尔数。

以上两式是理想气体和混合理想气体的状态方程,可由理想气体严格遵循的气体实验定律得出,也可根据理想气体的微观模型,由气体动理论导出。

在压强为几个大气压以下时,各种实际气体近似遵循理想气体状态方程,压强越低,符合越好,在压强趋于零的极限下,严格遵循。

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