2012.3.1 2.6-2.8 气体的状态参量及气体实验定律

2.6气体的状态参量2.72.8气体实验定律1.6气体的状态参量1、体积（V）气体的体积指气体分子所充满的容器的体积，即为容器的容积。体积的单位有m3、l（dm3）、ml（cm3）三种单位的转换关系为：1m3=103l（dm3）=106ml（cm3）气体的状态参量2、温度（T）温度是描述物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标志。气体的状态参量温标温度的数值表示法，常用的有摄氏温标和热力学温标。摄氏温标规定在1atm下冰水混合物的温度为00C，沸水的温度为1000C，中间分成100等份，每1份为10C，通常用t表示；热力学温标规定-273.15摄氏度为0K，每1K等于1摄氏度，通常用T表示。T=t+273.15K二者的转换关系为：气体的状态参量3、压强（P）气体作用在容器壁单位面积上的压力叫气体的压强，它是由大量气体分子在热运动中频繁碰撞容器壁产生的。压强的单位有Pa、atm、cmHg、mmHg等。它们之间的关系为：1Pa=1N/m21atm=76cmHg=760mmHg=1.013x105Pa状态及状态变化对一定质量的气体来说，如果温度、体积和压强都不变，就说气体处于一定的状态中。状态如果气体的状态参量发生变化，我们就说气体的状态发生了变化状态变化一定质量的气体发生状态变化时，至少要有两个状态参量发生变化。1.71.8理想气体的状态方程1、气体的压强与体积的关系一定质量的气体，在保持温度不变的情况下，压强和体积成反比。这个规律叫做玻意耳定律。PV=常量P1V1=P2V2p/10Pa5V12301234气体的等温过程气体在温度不变的情况下发生的状态变化过程，称为等温过程。等温过程在p-V图上是一条双曲线，这种表示等温过程的图线叫等温线。等温线上的某一个点表示气体处于某一状态，这点的坐标（p、V）表示气体在该状态下的状态参量。思考与讨论同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？结论:t3t2t1Vp1230p/10Pa51/V12300.20.40.60.8气体的等温过程一定质量气体的等温变化过程，也可以用p-1/V图象来表示。此时，等温线是通过原点的直线。由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率k越大，气体做等温变化的温度越高。理想气体的状态方程2、气体的压强与温度的关系一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。这个规律叫做查理定律。P/T=常量P1/T1=P2/T2特别注意：这里的温度指的是热力学温度而不是摄氏温度。气体的等容过程气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程叫做等容过程．由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处应用虚线表示，该直线的斜率k越大，气体做等温变化的温度越高。等容线（l）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线．（2）一定质量气体的等容线p－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小，如图所示．（3）一定质量气体的等容线的物理意义．①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相等。②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2V1．理想气体的状态方程3、气体的体积与温度的关系一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度成正比（VT）.。这个规律叫做盖·吕萨克定律。2211TVTVCTV可写成或气体的等容过程气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程．4．等压线（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线．（2）一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小，如图所示．（3）一定质量气体的等压线的物理意义①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同．②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示ｐ2ｐ1．理想气体的状态方程一定质量的气体，在状态发生变化时，它的压强和体积的乘积与热力学温度的比保持不变。PV/T=常量P1V1/T1=P2V2/T2严格遵守气体实验定律的气体叫做理想气体。理想气体是一种理想化模型，实际并不存在，实际气体在压强不太高、温度不太低的情况下都可以看成是理想气体。摩尔气体常量1mol的气体，在标准状态下：压强p等于1atm、温度T等于273K、体积V等于22.4L。摩尔气体常量R定义如下：R=pV/T=8.31J/(mol·K)1、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中实线表示。把这个结论进行合理外推，便可得出图中t0＝℃；如果温度能降低到t0，那么气体的压强将减小到Pa。t(℃)p(Pa)0t0－2730A.两次管中气体压强相等B.T1时管中气体压强小于T2时管中气体压强C.T1T2D.T1T22、如图所示，A端封闭有气体的U形玻璃管倒插入水银槽中，当温度为T1时，管中水银面处在M处，温度为T2时，管中水银面处在N处，且M、N位于同一高度，若大气压强不变，则：（）MNAAD3．对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是()A．压强和温度不变，体积变大B．温度不变，压强减少，体积减少C．体积不变，温度升高，压强增大，D．压强增大，体积增大，温度降低C4．如图所示，导热性能良好的气缸开口向下，缸内用一活塞封闭一定质量的气体，活塞在气缸内可以自由滑动且不漏气，其下方用细绳吊着一重物，系统处于平衡状态。现将细绳剪断，从剪断细绳到系统达到新的平衡状态的过程可视为一缓慢过程，在这一过程中气缸内()A．气体从外界吸热B．单位体积的气体分子数变大C．气体分子平均速率变大D．单位时间单位面积器壁上受到气体分子撞击的次数减少B小结：一定质量的气体在等温变化时，遵守玻意耳定律．一定质量的气体在等容变化时，遵守查理定律．一定质量的气体在等压变化时，遵守盖·吕萨克定律．一定质量的理想气体，遵守理想气体状态方程。