理想气体的状态方程专题解析,复习必看

理想气体

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,我们把这样的气体叫做“理想气体”。

1.

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。

2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。

3、从微观上说:分子间以及分子和器壁间,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。

4、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分子动能。

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。

如果某种气体的三个状态参量(p、V、T)都发生了变化,它们之间又遵从什么规律呢?

如图所示,一定质量的某种理想气体

从A到B经历了一个等温过程,

从B到C经历了一个等容过程。

分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量,

那么A、C状态的状态参量间有何关系呢?

推导过程

从A→B为等温变化:由玻意耳定律

pAVA=pBVB

从B→C为等容变化:由查理定律

又TA=TB VB=VC

解得:

理想气体的状态方程

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p、V、T都可能改变,但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。

公式

使用条件

一定质量的某种理想气体.

气体密度式

说明

方程具有普遍性

当温度T保持不变 PV=C(T)

当体积V保持不变

当压强P保持不变

用状态方程解题思路

☆明确研究对象——一定质量的气体

☆选定两个状态——已知状态、待求状态

☆列出状态参量:

☆列方程求解

小结

理想气体:在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体

理想气体的状态方程

注:恒量C由理想气体的质量和种类决定,即由气体的物质的量决定。

气体密度式:

习题演练

1. 某未密闭房间内的空气温度与室外的相同,现对该室内空气缓慢加热,当室内空气温度高于室外空气温度时,()

A.室内空气的压强比室外的小

B.室内空气分子的平均动能比室外的大

C.室内空气的密度比室外的大

D.室内空气对室外空气做了负功

B

解析

由于房间是未密封的,它与外界是相通的,故室内的空气压强与室外的空气压强相等,A错误;

由于室内的空气温度高于室外的空气温度,而温度是分子平均动能的标志,故室内空气分子的平均动能比室外的大,B正确;

室内空气的密度小于室外空气的密度,C错误;

室内的空气会向室外膨胀,所以室内的空气对室外空气做正功,D错误。

2.如图所示,有一固定的圆筒形绝热容器,用绝热活塞密封一定质量的气体,当活塞处位置a时,筒内气体压强等于外界大气压,当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中,下列说法正确的是( )

A.气体分子间作用力增大

B.气体压强增大

C.气体分子的平均动能减小

D.气体内能增加

C

解析

温度是分子平均动能的标志,温度降低,分子的平均动能减小.故C正确.

当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中,气体对外界做功,而容器是绝热的,根据热力学第一定律可知,气体的内能减小,温度降低.D错误;

根据气态方程可知,温度降低,体积增大,则压强必定减小,故B错误.

分子体积增大,作用力减小,A错误;

3. 在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10ml处,然后将注射器链接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1ml测一次压强p,最后得到p和V的乘积逐渐增大。( )

(1)由此判断,该同学的实验结果可能为图。

(2)(单选题)图线弯曲的可能原因是在实验过程中

(A)注射器中有异物

(B)连接软管中存在气体

(C)注射器内气体温度升高

(D)注射器内气体温度降低

(1)a(2)C

解析

根据理想气体状态方程有,由于温度不变,所以有,即压强与体积成反比,,所以图(a)符合实验结果。观察图(a)可发现随体积增大,图像不再是直线,而是斜率即在增大,所以原因可能是温度升高,选项C对。

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