高二物理競賽氣體的物態(tài)方程課件

§1、

氣體的物態(tài)方程描述處于平衡態(tài)的氣體的狀態(tài)參量T、V、p等所滿足的函數(shù)關(guān)系稱氣體的狀態(tài)方程或物態(tài)方程。簡單熱力學(xué)系統(tǒng)物態(tài)方程的一般形式：一、理想氣體的狀態(tài)方程1.三個實驗定律

一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時，其壓強和體積的乘積是一個常數(shù)：○玻意耳(Boyle)---馬略特(Mariotte)定律例題選講：

在1atm下，一只溫度計測冰水混合物的示數(shù)為-0.2°,測沸水的示數(shù)為101.5°,求(1)沸點為78.3℃的酒精,用此溫度計測,示數(shù)為多少？(2)用此溫度計測乙醚沸點的示數(shù)為34.8°,實際乙醚沸點為多少攝氏度？(3)什么范圍內(nèi)可認(rèn)為此溫度計讀數(shù)準(zhǔn)確(誤差小于0.1℃)？本節(jié)作業(yè)：P.31＃1、＃6、＃9○蓋·呂薩克（Gay-Lussac)定律：在壓強p不變的情形下，一定量氣體的體積V隨溫度t作線性變化：

○查理(Charles)定律：在體積V不變的情況下，一定量氣體的壓強p隨溫度t作線性變化：

(條件：壓強不太高，溫度不太低)理想氣體物態(tài)方程依定壓氣體溫標(biāo)設(shè)水的三相點對應(yīng)則任一溫度時在，有故由摩爾數(shù)氣體體積，則

阿伏伽德羅定律：在相同的溫度和壓強下，1mol的任何氣體的體積相同。對各種氣體都一樣，是普適氣體常數(shù)故R稱普適氣體常數(shù)，描述1mol氣體行為的普適常量。（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：0℃，一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）理想氣態(tài)方程：利用可得討論：(1)依據(jù)為兩個實驗定律及理想氣體溫標(biāo)的定義；(3)嚴(yán)格遵守的氣體稱理想氣體。(2)近似程度高，則嚴(yán)格遵守；○是理想化模型，是各種實際氣體在壓強p趨于零時的極限情況。宏觀定義○壓強不太大，溫度不太低(與常溫、常壓相比)情況下，許多實際氣體都近似地遵守這個狀態(tài)方程。掌握了理想氣體的規(guī)律，便能較方便地研究真實氣體的情況。（1）明確哪些理想氣體系統(tǒng)為研究對象；（2）明確系統(tǒng)所處的平衡態(tài)，確定對應(yīng)的p、V、T的值；（3）如果研究的是兩個以上的系統(tǒng)，還要找出系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的聯(lián)系；（如：V或m）（4）根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)變化的特征和狀態(tài)方程求解。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程的解題思路：例題選講P.20例3說明：解題中理清各步的十分重要。ABCVAVBmBT0T0T如圖所示，若測得此時B的壓強讀數(shù)為p,求待測溫度T。（已知P0、T0、VA，VB）解：測溫后測溫前壓力表B測溫泡A解得：mA+ΔmmB-ΔmmA思考1：（P.30思考題＃17）

人坐在充氣橡皮艇里，艇浸入水中一定深度。到夜晚溫度降低了，但大氣壓強不變，問艇浸入水中的深度將怎樣變化？

人和艇的重量即為艇所排開水的重量。因此，白天和夜晚艇所排開水的體積不變。由于艇內(nèi)所充氣體的量不變，大氣壓不變，則所充氣體的壓強p也不變（忽略橡皮艇本身彈力的變化）。因此，從理想氣體狀態(tài)方程知當(dāng)夜晚溫度T降低后，充氣橡皮艇體積V便縮小。為了使艇排開水的體積保持不變，所以到了夜晚，艇浸入水中的深度將增加。思考2：一年四季大氣壓強一般差別不大，為什么在冬天空氣的密度比較大？

假定M為空氣的平均摩爾質(zhì)量，對一定體積V來說，當(dāng)壓強p不變時，溫度越低，則m越大。換句話說，把空氣近似看作理想氣體，當(dāng)溫度低的冬天，大氣壓強p

差別不大時，空氣的密度比較大?；旌侠硐霘怏w狀態(tài)方程依有令混合氣體的總物質(zhì)的量則討論：①混合理想氣體狀態(tài)方程與化學(xué)純理想氣體方程類似②引入平均摩爾質(zhì)量混合氣體的總質(zhì)量則平均摩爾質(zhì)量則混合氣體狀態(tài)方程令混合氣體摩爾數(shù):例題選講比分別為74%、18%和8%，試求：混合氣體的平均摩爾質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)狀