理想气体状态方程ppt课件

2．4理想气体状态方程课标定位学习目标：1.知道什么是理想气体，理解理想气体的状态方程，掌握用理想气体实验定律进行定性分析的方法．2．理解理想气体状态方程的推导过程，掌握用理想气体状态方程进行定量计算的方法．重点难点：理想气体状态方程的应用．核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练2.4理想气体状态方程课前自主学案课前自主学案一、理想气体状态方程1．一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，尽管其p、V、T都可能变化，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持______.也就是说__________或_______(C为恒量)上面两式都叫做一定质量的理想气体状态方程．pVT＝Cp1V1T1＝p2V2T2不变2．气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．一定质量的理想气体状态方程p1V1T1＝p2V2T2.(1)当m、T不变时,则为p1V1＝p2V2——____________．(2)当m、V不变时，则为p1T1＝p2T2——___________．(3)当m、p不变时,则为V1T1＝V2T2——_______________．盖－吕萨克定律玻意耳定律查理定律二、摩尔气体常量1．普适气体常量：R＝p0VmolT0＝_____J/(mol·K)．它适用于任何气体．2．克拉珀龙方程：对于质量为m的理想气体，设它的摩尔质量为M，则该气体的摩尔数为n＝mM，由此可得：pV＝_______或pV＝______.mMRT8.31nRT思考感悟实际气体在什么情况下看做理想气体？提示：实际气体可视为理想气体的条件：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当成理想气体来处理．核心要点突破一、对理想气体的理解1．理解(1)理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想模型，是实际气体的一种近似，实际上并不存在，就像力学中质点、电学中点电荷模型一样．(2)从宏观上讲，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．而在微观意义上，理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力的气体．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．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．关于理想气体，下列说法正确的是()A．理想气体能严格地遵守气体实验定律B．实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，可看成理想气体C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体D．所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体解析：选AC.理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A项正确；它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象，故C正确，B、D是错误的，故选A、C.二、理想气体状态方程的理解1．适用条件：一定质量的理想气体．2.pVT＝恒量C的意义：恒量C仅由气体所含物质的量决定(或由气体的种类、质量决定)与其它量无关，不同类的气体只要物质的量相同则C相同．3．应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体．(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由状态方程列式求解．(4)讨论结果的合理性．4．理想气体状态方程和克拉珀龙方程的比较(1)理想气体状态方程是克拉珀龙方程在气体质量不变情况下的一种特例．(2)克拉珀龙方程可以处理气体质量发生变化的情况．即时应用(即时突破，小试牛刀)2．对于理想气体状态方程pVT＝C，下列叙述正确的是()A．质量相同的不同种气体，恒量一定相同B．质量不同的不同种气体，恒量一定不相同C．摩尔数相同的任何气体，恒量一定相等D．标准状态下的气体，恒量一定相同解析：选C.在pVT＝C这一表达式中，C仅与物质的量(摩尔数)有关．用钉子固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VA∶VB＝2∶1，如图2－4－1所示，起初A中空气温度为127℃、压强为1.8×105Pa，B中空气温度为27℃，压强为1.2×105Pa.拔去钉子，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器壁缓慢导热，最后都变成室温27℃，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强．课堂互动讲练理想气体状态方程的应用例1图2－4－1【精讲精析】对A中气体，初态：pA＝1.8×105Pa，VA＝？，TA＝273K＋127K＝400K.末态：pA′＝？，VA′＝？，TA′＝273K＋27K＝300K，由理想气体状态方程pAVATA＝pA′VA′TA′得：1.8×105×VA400＝pA′VA′300对B中气体，初态：pB＝1.2×105Pa，VB＝？，TB＝300K.末态：pB′＝？，VB′＝？，TB′＝300K.由气体状态方程pBVBTB＝pB′VB′TB′得：1.2×105×VB300＝pB′VB′300又VA＋VB＝VA′＋VB′，VA∶VB＝2∶1，pA′＝pB′由以上各式得pA′＝pB′＝1.3×105Pa.【答案】均为1.3×105Pa【方法总结】(1)应用理想气体状态方程解题，关键是确定气体初、末状态的参量，用公式p1V1T1＝p2V2T2解题时，要求公式两边p、V、T对应的单位一致即可，不一定必须采用国际单位．(2)对于涉及两部分气体的状态变化问题，解题时应分别对两部分气体进行研究，找出它们之间的相关条件——体积关系、压强关系．房间的容积为20m3，在温度为7℃、大气压强为9.8×104Pa时，室内空气质量是25kg.当温度升高到27℃，大气压强变为1.0×105Pa时，室内空气的质量是多少？【思路点拨】由于气体的质量发生变化，可以用克拉珀龙方程来求解．用克拉珀龙方程解决变质量问题例2【自主解答】升温前：p1＝9.8×104Pa，V1＝20m3，T1＝280K，m1＝25kg.升温后：p2＝1.0×105Pa，V2＝V1＝20m3，T2＝300K，设空气的摩尔质量为M.由克拉珀龙方程得：p1V1＝m1MRT1p2V2＝m2MRT2整理得：m2＝p2T1p1T2m1＝1.0×105×2809.8×104×300×25kg≈23.8kg.【答案】见自主解答变式训练一只显像管容积为2dm3，在20℃温度下用真空泵把它内部抽成真空，要使管内压强减小到2.66×10－3Pa，试计算此时管内气体分子数．(阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023mol－1)答案：1.32×1015解析：以显像管内的气体为研究对象．p＝2.66×10－3Pa，V＝2dm3＝2×10－3m3T＝293K，NA＝6.02×1023mol－1R＝8.31J/(mol·K)由pV＝nRT得：n＝pVRT＝2.66×10－3×2×10－38.31×293mol≈2.2×10－9mol故此时管内气体分子数为：N＝nNA＝2.2×10－9×6.02×1023个≈1.32×1015个．