氣體的狀態(tài)計算和理想氣體定律

氣體的狀態(tài)計算和理想氣體定律一、氣體的狀態(tài)計算氣體的基本狀態(tài)參數(shù)壓力（P）：氣體對容器壁的垂直壓力，單位為帕斯卡（Pa）體積（V）：氣體占據(jù)的空間大小，單位為立方米（m3）溫度（T）：氣體分子的平均動能大小，單位為開爾文（K）物質(zhì)的量（n）：氣體中分子數(shù)目的多少，單位為摩爾（mol）氣體的狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRTP：氣體壓強V：氣體體積n：氣體的物質(zhì)的量R：理想氣體常數(shù)，8.314J/(mol·K)T：氣體的絕對溫度氣體狀態(tài)變化計算等壓變化：PV/T=常數(shù)等容變化：P/T=常數(shù)等溫變化：PV=常數(shù)二、理想氣體定律玻意耳定律（Boyle’sLaw）一定量的氣體在恒溫條件下，壓強與體積成反比，即PV=常數(shù)。查理定律（Charles’sLaw）一定量的氣體在恒壓條件下，體積與溫度成正比，即V/T=常數(shù)。蓋·呂薩克定律（Gay-Lussac’sLaw）一定量的氣體在恒容條件下，壓強與溫度成正比，即P/T=常數(shù)。理想氣體狀態(tài)方程（combineslaws）PV/T=常數(shù)，這是由玻意耳定律、查理定律和蓋·呂薩克定律組合而成的。理想氣體的概念理想氣體是一種理想化的物理模型，假設氣體分子之間無相互作用力，體積可以忽略不計，氣體分子運動的速率分布符合麥克斯韋-玻爾茲曼分布。三、實際氣體與理想氣體的區(qū)別實際氣體：在現(xiàn)實生活中存在的氣體，受到分子間相互作用力的影響，體積不能忽略不計。理想氣體：是一種理想化的物理模型，假設氣體分子之間無相互作用力，體積可以忽略不計。四、氣體的飽和蒸汽壓與相變飽和蒸汽壓：在一定溫度下，液體與其飽和蒸汽之間達到動態(tài)平衡時的蒸汽壓強。相變：氣體與液體、固體之間的相互轉(zhuǎn)化。如水的沸騰（液態(tài)→氣態(tài)）和凝固（液態(tài)→固態(tài)）。五、氣體的微觀解釋分子動理論：氣體分子永不停息地做無規(guī)則運動，分子間存在引力和斥力。麥克斯韋-玻爾茲曼分布：氣體分子的速率分布符合一定的統(tǒng)計規(guī)律，速率分布曲線呈高斯分布。六、氣體的應用氣體的工業(yè)應用：如石油化工、冶金、礦井通風等。氣體的醫(yī)療應用：如氧氣療法、氮氣麻醉等。氣體的科學實驗：如氣球升空、氣象觀測等。習題及方法：已知一定量的理想氣體在等壓條件下，從初狀態(tài)的體積V1=2.0m3、溫度T1=300K變化到末狀態(tài)的體積V2=1.0m3、溫度T2=600K。求：（1）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強；（2）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量；（3）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。根據(jù)查理定律（Charles’sLaw），一定量的氣體在恒壓條件下，體積與溫度成正比。因此，可以利用查理定律求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量。根據(jù)密度的定義ρ=m/V，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。一定量的理想氣體在恒容條件下，壓強從P1=1.0×10?Pa、溫度T1=300K變化到壓強P2=2.0×10?Pa，求：（1）氣體在末狀態(tài)的溫度T2；（2）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量；（3）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。根據(jù)蓋·呂薩克定律（Gay-Lussac’sLaw），一定量的氣體在恒容條件下，壓強與溫度成正比。因此，可以利用蓋·呂薩克定律求出氣體在末狀態(tài)的溫度。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量。根據(jù)密度的定義ρ=m/V，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。一定量的理想氣體在等溫條件下，壓強從P1=1.0×10?Pa、體積V1=2.0m3變化到壓強P2=0.5×10?Pa，求：（1）氣體在末狀態(tài)的體積V2；（2）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量；（3）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。根據(jù)玻意耳定律（Boyle’sLaw），一定量的氣體在恒溫條件下，壓強與體積成反比。因此，可以利用玻意耳定律求出氣體在末狀態(tài)的體積。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量。根據(jù)密度的定義ρ=m/V，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。一定量的理想氣體在等容條件下，壓強從P1=1.0×10?Pa、溫度T1=300K變化到壓強P2=0.5×10?Pa，求：（1）氣體在末狀態(tài)的溫度T2；（2）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量；（3）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。根據(jù)蓋·呂薩克定律（Gay-Lussac’sLaw），一定量的氣體在恒容條件下，壓強與溫度成正比。因此，可以利用蓋·呂薩克定律求出氣體在末狀態(tài)的溫度。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量。根據(jù)密度的定義ρ=m/V，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。一定量的理想氣體在等壓條件下，體積從V1=2.0m3、溫度T1=300K變化到體積V2=1.0m3、溫度T2=600K。求：（1）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強；（2）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量；（3）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量。根據(jù)查理定律（Charles’sLaw），一定量的氣體在恒壓條件下，體積與溫度成正比。因此，可以利用查理定律求出氣體在初其他相關(guān)知識及習題：一、氣體的粘滯性定義：氣體分子之間以及氣體分子與容器壁之間的相互作用力導致氣體流動時產(chǎn)生阻力，這種現(xiàn)象稱為氣體的粘滯性。單位：帕·秒（Pa·s）。二、氣體的擴散現(xiàn)象定義：不同氣體在混合過程中，各氣體分子相互滲透，最終達到均勻分布的現(xiàn)象稱為氣體的擴散現(xiàn)象。擴散系數(shù)：表示氣體擴散速度的物理量，單位：m2/s。三、氣體的熱容定義：氣體溫度變化時，氣體吸收或放出的熱量與溫度變化的比值稱為氣體的熱容。分類：定壓熱容（Cp）、定容熱容（Cv）。四、氣體的熱膨脹定義：氣體溫度升高時，氣體體積增大，這種現(xiàn)象稱為氣體的熱膨脹。熱膨脹系數(shù)：表示氣體熱膨脹程度的物理量，單位：1/K。五、氣體的熱導率定義：氣體溫度梯度下，熱量在氣體中的傳遞速率稱為氣體的熱導率。單位：W/(m·K)。六、氣體的壓縮因子定義：實際氣體在一定條件下的壓強與理想氣體壓強的比值稱為氣體的壓縮因子。意義：用來描述實際氣體與理想氣體的偏差程度。七、氣體的流動方程定義：描述氣體流動過程中速度、壓力、密度等參數(shù)之間關(guān)系的方程。常用方程：連續(xù)性方程、動量方程。八、氣體的邊界層現(xiàn)象定義：氣體流動過程中，靠近固體表面的流體質(zhì)點受到固體表面的阻擋，速度減小，這種現(xiàn)象稱為氣體的邊界層現(xiàn)象。邊界層厚度：表示邊界層現(xiàn)象程度的物理量，單位：m。一定量的理想氣體在恒壓條件下，體積從V1=2.0m3、溫度T1=300K變化到體積V2=1.0m3、溫度T2=600K。已知氣體的粘滯性系數(shù)為μ=1.0×10?3Pa·s，求：（1）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強；（2）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量；（3）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度；（4）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的粘滯性。根據(jù)查理定律（Charles’sLaw），一定量的氣體在恒壓條件下，體積與溫度成正比。因此，可以利用查理定律求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量。根據(jù)密度的定義ρ=m/V，可以求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的密度。根據(jù)牛頓粘滯定律，氣體流動時的阻力F與速度v、粘滯性系數(shù)μ和面積A有關(guān)，即F=μAv。由于氣體在恒壓條件下流動，阻力F等于壓強P與面積A的乘積，即F=PA。因此，可以利用牛頓粘滯定律求出氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的粘滯性。一定量的理想氣體在恒容條件下，壓強從P1=1.0×10?Pa、溫度T1=300K變化到壓強P2=0.5×10?Pa，已知氣體的擴散系數(shù)為D=1.0×10??m2/s，求：（1）氣體在末狀態(tài)的溫度T2；（2）氣體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的物質(zhì)的量；（3）氣體在初