气体的等容变化 和等压变化,一、气体的等容变化,1、等容变化：一定质量的气体在体积不变时压强随温度的变化,2、查理定律,,摄氏温度表述：一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1，增加（或减小）的压强是0时压强的1/273.,热力学温度表述：一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强跟热力学温度成正比3、表达式,,摄氏温度：pt=p0（1+t/273）p=p0t/273,p0为0时的压强,热力学温度:,压强的变化p与摄氏温度成正比！,4、图象等容线,p0,摄氏温度,热力学温度,5、适用条件：气体质量不变、体积不变； 适用范围：气体温度不太低、压强不太大,【比较】一定质量的气体在不同温度下的等容线V2
p2
假设在室温（17 ）罐内装有0.9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为1atm若易拉罐承受的压强为1.2atm，则保存温度不能超过多少？,75 ,【练习2】如图所示，活塞的质量为m，大气压强为p0，当密闭气体的温度由T1升高到T2时，求： （1）温度为T2时气体的压强； （2）温度为T2时的气体体积 （汽缸的横截面积为S，忽略活塞与汽缸间的摩擦，温度T1时气体的体积为V1）,（1）p0+mg/s （2）V1T2/T1,【练习3】一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0 的氦气时，体积为3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气的压强逐渐减小至此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气温为48.0 .求： （1）氦气在停止加热前的体积； （2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积,（1）7.39 m3（2）5.54 m3,【练习4】如图所示，一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A问AB、BC、CD、DA是什么过程？已知气体在状态A时的体积是1L，求在状态B、C、D时的体积各为多少，并把此图改为pV图,【解析】 AB为等容线，压强随温度升高而增大 BC为等压过程，体积随温度升高而增大 CD为等温变化，体积随压强减小而增大 DA为等压变化，体积随温度降低而减小,【练习5】如图所示，为一定质量的理想气体p1/V图象，图中BC为过原点的直线，A、B、C为气体的三个状态，则下列说法中正确的是（ ） ATATBTCBTATBTC CTATBTC DTA
压强单位都是cmHg）,理想气体的 状态方程,一、理想气体,假设这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵循气体实验定律，我们把这样的气体叫做“理想气体”理想气体的特点:,1、气体分子是一种没有内部结构，不占有体积的刚性质点；,2、气体分子在运动过程中，除碰撞的瞬间外，分子之间以及分子和器壁之间都无相互作用力.,3、分子之间、分子与器壁之间的碰撞，都是弹性碰撞除碰撞以外，分子的运动是匀速直线运动，各个方向的运动机会均等.,4、理想气体分子之间无相互作用的势能，理想气体的内能只与温度和分子总数有关，与气体的体积无关！,理想气体是不存在的：,1、在常温常压下，大多数实际气体，尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体.,2、在温度不太低（温度不低于负几十摄氏度），压强不太大（压强不超过大气压的几倍）时，很多气体都可当成理想气体来处理.,二、理想气体状态方程的推导,对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、T来描述，且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的换句话说：若其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定的值它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。
一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（p1、V1、T1），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（p2、V2、T2），这中间的变化过程可以是各种各样的.,p1、V1、T1,pC、V2、T1,p2、V2、T2,三、理想气体的状态方程,1、一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数3、恒量由两个因素决定：,气体的物质的量决定,（1）理想气体的质量； （2）理想气体的种类不同种类的理想气体，具有相同的状态，同时具有相同的物质的量，这个恒量就相同.,【例】一水银气压计中混进了空气，因而在27，外界大气压为758mmHg柱时，这个水银气压计的读数为738mmHg柱，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柱，求此时的实际大气压值为多少mmHg柱？,p=762.2mmHg,典型习题,一、气体状态变化的图像问题,用图像表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明朗等优点利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析，会给解答带来很大的方便.,图像上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程 而理想气体状态方程实质上是三个实验定律的推广与拓展，它们可以由三个实验定律中的任意两个而得到反之，我们也可以把状态方程分三种情况进行讨论,1、一定质量气体的等温变化图像,2、一定质量气体的等容变化图像,3、一定质量气体的等压变化图像,【例】如图所示为一定质量的理想气体的pV图线，其中AC为一段双曲线根据图线分析并计算（1）气体状态从AB，从BC，从CA各是什么变化过程 （2）若tA527 ，那么tB为多少？并画出pT图,（1）等容变化等压变化等温变化 （2）73 ,二、变质量问题分析,分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解,1、打气问题,向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题这类问题常用状态方程的分态式求解，即：,,,2、抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程中看成是等温膨胀过程,3、分装问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题，用状态方程的分态式求解。
特别提醒】容器内气体不能被完全分装，剩余气体的压强与小容器内气体压强相等！,4、漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用理想气体状态方程求解如果选容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，可用理想气体状态方程求解,。