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第八章 氣體,第三節(jié) 理想氣體的狀態(tài)方程,一.理想氣體,假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴(yán)格地遵循氣體實驗定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。,理想氣體具有以下特點:,1.氣體分子是一種沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu),不占有體積的剛性質(zhì)點.,2.氣體分子在運動過程中,除碰撞的瞬間外,分子之間以及分子和器壁之間都無相互作用力.,3.分子之間和分子與器壁之間的碰撞,都是完全彈性碰撞.除碰撞以外,分子的運動是勻速直線運動,各個方向的運動機會均等.,理想氣體是不存在的.,,,在常溫常壓下,大多數(shù)實際氣體,尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體.,,在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度,壓強不超過大氣壓的幾倍時,很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來處理.,理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定 ,與氣體的體積無關(guān).,二.推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程,對于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個狀態(tài)參量p、V、T來描述，且知道這三個狀態(tài)參量中只有一個變而另外兩個參量保持不變的情況是不會發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個參量確定之后，第三個參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個狀態(tài)。,假定一定質(zhì)量的理想氣體在開始狀態(tài)時各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經(jīng)過某變化過程，到末狀態(tài)時各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過程可以是各種各樣的.,假設(shè)有兩種過程：,第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V2，T1）再等容并使其溫度變?yōu)門2，則其壓強一定變?yōu)閜2，則末狀態(tài)（p2，V2，T2）。,第二種：從（p1；V1，T1）先等容并使其溫度變?yōu)門2，則壓強隨之變?yōu)閜′c，此中間狀態(tài)為（pc，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（p2，V2，T2）。,根據(jù)玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過程，自己推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)過程。（即要求找出p1、V1、T1與p2、V2、T2間的等量關(guān)系。）,三.理想氣體的狀態(tài)方程,一定質(zhì)量的理想氣體的壓強、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個常數(shù)。,使用條件:,一定質(zhì)量的某種理想氣體.,恒量由兩個因素決定:,1.理想氣體的質(zhì)量.,2.理想氣體的種類.,氣體的物質(zhì)的量決定,不同種類的理想氣體,具有相同的狀態(tài),同時具有相同的物質(zhì)的量,這個恒量就相同.,例題一:見課本P.29,例題 二: 一水銀氣壓計中混進了空氣，因而在27℃，外界大氣壓為758毫米汞柱時，這個水銀氣壓計的讀數(shù)為738毫米汞柱，此時管中水銀面距管頂80毫米，當(dāng)溫度降至-3℃時，這個氣壓計的讀數(shù)為743毫米汞柱，求此時的實際大氣壓值為多少毫米汞柱？,引導(dǎo)學(xué)生按以下步驟解答此題：,（1）該題研究對象是什么？,混入水銀氣壓計中的空氣,（2）畫出該題兩個狀態(tài)的示意圖：,（3）分別寫出兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量：,p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3（S是管的橫截面積）T1=273+27=300 K p2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3,T2=273+（-3）=270K,解得 p=762.2 mmHg,