1、理想气体的状态方程理想气体的状态方程【问题【问题1】三大气体实验定律内容是什么】三大气体实验定律内容是什么?【问题【问题1】三大气体实验定律内容是什么】三大气体实验定律内容是什么?公式：公式：pV =C11、玻意耳定律：、玻意耳定律：【问题【问题1】三大气体实验定律内容是什么】三大气体实验定律内容是什么?公式：公式：pV =C12、査理定律：、査理定律：2CTp 公式：公式：1、玻意耳定律：、玻意耳定律：【问题【问题1】三大气体实验定律内容是什么】三大气体实验定律内容是什么?公式：公式：pV =C12、査理定律：、査理定律：2CTp 公式：公式：1、玻意耳定律：、玻意耳定律：3、盖、盖-吕萨克
2、定律：吕萨克定律：3CTV 公式：公式：【问题【问题2】这些定律的适用范围是什么】这些定律的适用范围是什么?【问题【问题2】这些定律的适用范围是什么】这些定律的适用范围是什么?温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大.【问题【问题2】这些定律的适用范围是什么】这些定律的适用范围是什么?温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大.【问题【问题3】如果某种气体的三个状态参】如果某种气体的三个状态参量（量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？遵从什么规律呢？一一.理想气体理想气体一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在任何温度和任何假设有这样一种
3、气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在任何温度和任何假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在任何温度和任何假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样
4、我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？1.理想气体是不存在的，是一种理想模型。理想气体是不存在的，是一种理想模型。一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在任何温度和任何假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？1.理想气体是不存在的，是一种理想模型。理想气体是不存在的，是一种理想模型。2.在温度不太低，压强不太大时实际气体都在温度不太低，压强不太大时实际气体
5、都可看成是理想气体。可看成是理想气体。3.从微观上说：分子间以及分子和器壁间，从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。3.从微观上说：分子间以及分子和器壁间，从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。4.从能量上说：理想气体的微观本质是忽略从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子
6、力，没有分子势能，理想气体的内能只有了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。分子动能。一定质量的理想气体的内能仅由温度决一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。定，与气体的体积无关。4.从能量上说：理想气体的微观本质是忽略从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。分子动能。3.从微观上说：分子间以及分子和器壁间，从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。它所占据的
7、空间认为都是可以被压缩的空间。如图所示，一定质量的某种理想气体从如图所示，一定质量的某种理想气体从A到到B经经历了一个等温过程，从历了一个等温过程，从B到到C经历了一个等容过程。经历了一个等容过程。分别用分别用pA、VA、TA和和pB、VB、TB以及以及pC、VC、TC表示气体表示气体在在A、B、C三个状态的状态参量，那么三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态的状状态参量间有何关系呢？态参量间有何关系呢？0pVABCTA=TB思考与讨论思考与讨论推导过程推导过程从从AB为等温变化：由玻意耳定律为等温变化：由玻意耳定律pAVA=pBVB从从BC为等容变化：由查理定为等容变化：由查理定律律CCC
8、AAATVpTVp 又又TA=TB VB=VC解得：解得：0pVABCCCBBTpTp 二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：一定质量的某种理想气体在从一个内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：一定质量的某种理想气体在从一个内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一
9、个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：一定质量的某种理想气体在从一个内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。2.公式：公式：CTpVTVpTVp 或或222111二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：一定质量的某种理想气体在从一个内容：一定质
10、量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。2.公式：公式：注：恒量注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定即由理想气体的物质的量决定CTpVTVpTVp 或或222111二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：一定质量的某种理想气体在从一个内容：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是
11、压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。2.公式：公式：3.使用条件使用条件:一定质量的某种理想气体。一定质量的某种理想气体。注：恒量注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定即由理想气体的物质的量决定CTpVTVpTVp 或或222111例例1一定质量的理想气体，初状态是一定质量的理想气体，初状态是(p0、V0、T0)，经过一个等压过程，温度升高到，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体，则气体最后的状态是最后
12、的状态是( )A3p0/4，3V0/2，3T0/2Bp0/2，3V0/2，3T0/4Cp0/2，V0，T0/2D以上答案均不对以上答案均不对B例例1一定质量的理想气体，初状态是一定质量的理想气体，初状态是(p0、V0、T0)，经过一个等压过程，温度升高到，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体，则气体最后的状态是最后的状态是( )A3p0/4，3V0/2，3T0/2Bp0/2，3V0/2，3T0/4Cp0/2，V0，T0/2D以上答案均不对以上答案均不对B.,: 222111正正确确选选项项足足一一定定质质量量的的理
13、理想想气气体体满满解解析析BTVpTVp 例例1一定质量的理想气体，初状态是一定质量的理想气体，初状态是(p0、V0、T0)，经过一个等压过程，温度升高到，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体，则气体最后的状态是最后的状态是( )A3p0/4，3V0/2，3T0/2Bp0/2，3V0/2，3T0/4Cp0/2，V0，T0/2D以上答案均不对以上答案均不对例题例题2: 一水银气压计中混进了空气，因一水银气压计中混进了空气，因而在而在27，外界大气压为，外界大气压为758mmHg时，这个时，这个水银气压计的读数为水银气
14、压计的读数为738mmHg，此时管中水，此时管中水银面距管顶银面距管顶80mm，当温度降至，当温度降至-3时，这个时，这个气压计的读数为气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值为求此时的实际大气压值为多少多少mmHg？解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 K解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：初状态：p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 Kp2=p-743mmHg V2=（738
15、+80）S-743S=75Smm3解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：初状态：末状态：末状态：p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 KT2=273+（-3）=270Kp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：初状态：末状态：末状态：p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 KT2=273+（-3）=270Kp2=p-743mmHg V2=（738+80）
16、S-743S=75Smm3解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：初状态：末状态：末状态：由理想气体状态方程得：由理想气体状态方程得：222111TVpTVp p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 KT2=273+（-3）=270Kp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：初状态：末状态：末状态：由理想气体状态方程得：由理想气体状态方程得：27075)743(3008020SpS 即即222111T
17、VpTVp p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 KT2=273+（-3）=270K解得：解得： p=762.2 mmHgp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3解：以混进水银气压计的空气为研究对象解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：初状态：末状态：末状态：由理想气体状态方程得：由理想气体状态方程得：27075)743(3008020SpS 即即222111TVpTVp 4.道尔顿分压定律：某一气体在气体混合物道尔顿分压定律：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个中产生的分压等于在相
18、同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压（于其中各气体分压（pi）之和。即）之和。即 p = pi混合理想气体的状态方程：混合理想气体的状态方程： pV=（ p1+ p2+）V=(n1+n2+)RT=nRT4.道尔顿分压定律：某一气体在气体混合物道尔顿分压定律：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压（于其中各气体分压（pi）之和。即）之和。即 p =
19、 pi5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状的某种理想气体为研究对象，它在标准状态态 5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状的某种理想气体为研究对象，它在标准状态态 K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，根据根据 得：得：CTpV 5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状的某种理想气体为研究对
20、象，它在标准状态态 K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，根据根据 得：得：CTpV KL/molatm082. 0273K22.4L/molatm1000 TVp5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状的某种理想气体为研究对象，它在标准状态态 K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，根据根据 得：得：CTpV KL/molatm082. 0273K22.4L/molatm1000 TVpKJ/mol31. 8273K/molm1022.4Pa10013. 13-35000 TVp或或5、气体密度式：、气
21、体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状的某种理想气体为研究对象，它在标准状态态 6、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 6、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应6、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应P(atm)，V (
22、L): R=0.082 atmL/molKP(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK6、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应P(atm)，V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK一摩尔理想气体的状态方程一摩尔理想气体的状态方程 ：6、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔
23、气体常量000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应P(atm)，V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK一摩尔理想气体的状态方程一摩尔理想气体的状态方程 ：通常写成通常写成 RTpV RTpV 6、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTpV 三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTpV 克拉珀龙方程是任意质量
24、的理想气体的克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。理量的关系。三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTpV 克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。理量的关系。对实际气体只要温度不太低，压强不太对实际气体只要温度不太低，压强不太大就可应用克拉珀龙方程解题大就可应用克拉珀龙方程解题如图所示，一定质量的理想气体，由状态如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线沿直线AB变化到变化到
25、B，在此过程中，气体分子的，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是平均速率的变化情况是( )A、不断增大、不断增大B、不断减小、不断减小C、先减小后增大、先减小后增大D、先增大后减小、先增大后减小练习：练习：V/L1231230p/atmABC如图所示，一定质量的理想气体，由状态如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线沿直线AB变化到变化到B，在此过程中，气体分子的，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是平均速率的变化情况是( )A、不断增大、不断增大B、不断减小、不断减小C、先减小后增大、先减小后增大D、先增大后减小、先增大后减小练习：练习：V/L1231230p/atmABCD
26、小小 结：结：小小 结：结：一、理想气体：一、理想气体：在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体体实验定律的气体实验定律的气体小小 结：结：一、理想气体：一、理想气体：二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程注：恒量注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，由理想气体的质量和种类决定，即由气体的物质的量决定即由气体的物质的量决定气体密度式：气体密度式：222111TPTP CTpVTVpTVp 或或222111在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体体实验定律的气体实验定律的气体小小 结：结：一、理想气体：一、理想气体：在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体体实验定律的气体实验定律的气体二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程注：恒量注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，由理想气体的质量和种类决定，即由气体的物质的量决定即由气体的物质的量决定气体密度式：气体密度式：三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTpV 摩尔气体常量：摩尔气体常量：P(atm),V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa),V (m3): R=8.31 J/molK222111TPTP CTpVTVpTVp 或或222111
