理想气体
玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律等气体实验定律,都是在压强不太大(相对大气压强)、温度不太低(相对室温)的条件下总结出来的。当压强很大、温度很低时,上述定律的计算结果与实际测量结果有很大的差别。
尽管如此,很多实际气体,特别是那些不容易液化的气体,如氢气、氧气、氮气、氦气等,在通常温度和压强下,其性质与实验定律的结论符合得很好。
理想气体:为了研究方便,可以设想一种气体,在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做理想气体(idealgas)。
实际看作理想气体的条件:压强不太大、温度不太低。
理想气体是不存在的,是一种理想模型。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。
你对理想气体怎么看?
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。
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。
理想气体的状态方程
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。
式中C是与p、V、T无关的常量。
适用条件:一定质量的某种理想气体
例题和练习:
例题:一定质量的某种理想气体由状态A变为状态D,其有关数据如图8.3-2所示。若状态D的压强是10^4Pa,状态A的压强是多少?
解从题目所给的条件可以看出,A、D两个状态中共有5个状态参量是已知的
根据题意,研究的对象是一种理想气体,而且质量是一定的。由理想气体状态方程把这些状态参量联系起来,即
练习:
1.一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是( )
2.如图所示,一定质量的理想气体,由状态A沿直线AB变化到B,在此过程中,气体分子的平均速率的变化情况是()
A、不断增大
B、不断减小
C、先减小后增大
D、先增大后减小
3.对于一定质量的理想气体,可能发生的过程是(多项选择)
A.气体的压强增大、温度升高,体积增大
B.气体的压强增大、温度不变,体积增大
C.气体的压强减小、温度降低,体积不变
D.气体的压强减小、温度升高,体积减小
4.封闭在容器中的气体,当温度升高时,下面的哪个说法是正确的( )(不计容器的膨胀)
A.密度和压强均增大;
B.密度增大,压强减小;
C.密度不变,压强增大;
D.密度增大,压强不变。
参考答案:1.D2.D3.AC4.