理想氣體的狀態(tài)方程(公開課)-文庫吧
2025-01-03 19:13 本頁面
【正文】 無章，任何一個方向運動的氣體分子都有，各個方向運動的分子數(shù)目基本相等 三、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 氣體 溫度 的微觀意義 圖象觀察與思考 圖中氧氣分子速率分布是否 存在統(tǒng)計規(guī)律？ 0℃ 和 100℃ 氧氣分子速率分 布有什么相同的統(tǒng)計規(guī)律？ 對比 0℃ 和 100℃ 氧氣分子速率 分布圖象，有什么不同？ 存在統(tǒng)計規(guī)律 都呈中間多兩頭少的分布規(guī)律 溫度越高，分子平均速率越大 ★ 通過定量分析得出：理想氣體的熱力學(xué) 溫度 T與分子的平均動能成正比 . ★ 溫度是分子平均動能的標志 kEaT ?為比例常數(shù) a● 氣體 壓強 的微觀意義 從微觀角度看 １、氣體對容器的壓強是如何產(chǎn)生的？ ２、壓強的大小可能和什么因素有關(guān)？ 答： 是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的 “豆粒模擬實驗” ——氣體壓強的微觀解釋 在某高度，將豆粒連續(xù)倒在秤盤上，觀察示數(shù) 在更高的位置， 將豆粒連續(xù)倒在秤盤上，觀察示數(shù) 實驗現(xiàn)象： 【 實驗一 】 位置越高，臺秤的示數(shù)越大 類比：氣體分子平均動能越大，氣體壓強越大 結(jié)論：豆粒的動能越大，對秤盤壓強越大 溫度 在相同高度， 將 豆粒更密集倒在秤盤上，觀察示數(shù) 【 實驗二 】 實驗現(xiàn)象： 倒在秤盤上的大米越密集，示數(shù)越大 類比：氣體分子越密集，氣體壓強越大 體積 氣體壓強的大小跟兩個因素有關(guān)： （體積） （溫度） 結(jié) 論 ▲ 氣體分子的 密集程度 ▲ 氣體分子的 平均動能 對氣體 實驗定律 的微觀解釋 玻意耳定律 一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強 p與體積 Ｖ 成反比 玻意耳定律的微觀解釋 T不變 分子平均動能不變 V減小或增大 分子密集程度增大（減小） 氣體壓強增大或減小 ｝ – 請自己解釋 查理定律 和 蓋 —呂薩克定律 查理定律 一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強 p與熱力學(xué)溫度 T成正比 蓋 —呂薩克定律 一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積 V與熱力學(xué)溫度 T成正比 理想氣體狀態(tài)變化的圖象 1． 一定質(zhì)量的理想氣體的各種圖象 名稱 圖象 特點 其他圖象 等溫線 pV pV＝ CT(C為常量 )即 pV之積越大的等溫線對應(yīng)的溫度越高，離原點越遠 ，斜率 k＝ CT即斜率越大，對應(yīng)的溫度越高 p 1V p＝ CTV 名稱 圖象 特點 其他圖象 等容線 pT ， 斜率 即斜率越大，對應(yīng)的體積越小 pt 圖線的延長線均過點 (－， 0)，斜率越大，對應(yīng)的體積越小 p＝ CVT k＝ CV 名稱 圖象 特點 其他圖象 等壓線 VT ， 斜率 ，即斜率越大，對應(yīng)的壓強越小 Vt V與 t成線性關(guān)系，但不成正比，圖線延長線均過 (－， 0)點，斜率越大，對應(yīng)的壓強越小 V＝ Cp T k＝ Cp 一般狀態(tài)變化圖象的處理方法 基本方法 ， 化 “ 一般 ” 為 “ 特殊 ” ， 如圖是一定質(zhì)量的某種氣體的狀態(tài)變化過程 A→ B→ C→ A. 在 VT圖線上 ， 等壓線是一簇延長線過原點的直線 ，過 A、 B、 C三點作三條等壓線分別表示三個等壓過程 pA′＜ pB′＜ pC′， 即 pA＜ pB＜ pC， 所以 A→ B壓強增大 ， 溫度降低 ， 體積縮小 B→ C溫度升高 ， 體積減小 ， 壓強增大 ，C→ A溫度降低 ， 體積增大 ， 壓強減小 . 理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 如圖所示為粗細均勻 、 一端封閉一端開口的U形玻璃管 ． 當 t1＝ 31 ℃ ， 大氣壓強為 p0＝ 76 cmHg時 ，兩管水銀面相平 ， 這時左管被封閉氣柱長 l1＝ 8 ： (1)當溫度 t2等于多少攝氏度時 ， 左管氣柱 l2為 9 cm? (2)當溫度達到上問中的溫度 t2時 ， 為使左管氣柱仍為8 cm， 則應(yīng)在右管加入多長的水銀柱 ？ 【解析】 ( 1) 設(shè)玻璃管的橫截面積為 S c m2，對左管中的氣體， p1＝ 76 c m Hg ， V1＝ l1S ＝ 8 S c m3， T1＝ ( 273 ＋ 31) K ＝ 304 K ， p2＝ 78 c m Hg ， V2＝ l2S ＝ 9 S c m3， 由p1V1T1＝p2V2T2得， T2＝p2V2T1p1V1＝ 351 K ， t2＝ 78 ℃ . ( 2) 由p 1 V 1T 1＝p 3 V 3T 3，由于 V 1 ＝ V 3 ， T 2 ＝ T 3 ，則 p 3 ＝p 1 T 2T 1＝76 351304 c m Hg ＝ c m Hg ， 所以應(yīng)加入水銀的長度為 c m － 76 c m ＝ 1 c m . 【 答案 】 見解析
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