理想氣體狀態(tài)方程
對公式的理解:
1、公式的適用條件:一定質(zhì)量的理想氣體。
2、對于一定質(zhì)量的理想氣體,不管在那個狀態(tài),PV/T一定是一個定值。
3、PV/T=C,C與氣體的種類和質(zhì)量有關(guān)(物質(zhì)的量有關(guān)),方程也可以寫成PV=nRT這種形式(n表示氣體的物質(zhì)的量,R是一個與氣體無關(guān)的常量)
理想氣體狀態(tài)方程運用的一般步驟
1、確定研究對象,即確定研究的是哪一部分質(zhì)量的氣體。
2、確定氣體的兩個狀態(tài),并且得出兩個狀態(tài)下的P、V、T。
3、由理想氣體狀態(tài)方程:P1V1/T1=P2V2/T2。
注意:在利用理想狀態(tài)方程解題的過程中,最難求的是壓強P,壓強一般的求法是根據(jù)平衡關(guān)系或者牛頓運動定律。
4、解出所需物理量,并且分析結(jié)果。
理想氣體狀態(tài)方程的幾個推論
1、一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)1時壓強為P1、溫度為T1、密度為ρ1,在狀態(tài)2時壓強為P2、溫度為T2、密度為ρ2。則有:
P1/T1ρ1=P2/T2ρ2
2、狀態(tài)分別為P1、V1、T1,P2、V2、T2,P3、V3、T3,。。。,Pn、Vn、Tn的一定質(zhì)量的理想氣體,混合后的氣體狀態(tài)為P、V、T,則有:
P1V1/T1+P2V2/T2+P3V3/T3+。。。+PnVn/Tn=PV/T
3、k份狀態(tài)分別為P1、V1、T1,P2、V2、T2,P3、V3、T3,。。。,Pk、Vk、Tk的理想氣體,混合后分成m份P’1、V’1、T’1,P’2、V’2、T’2,P’3、V’3、T’3,。。。,Pm、Vm、Tm,則有:
P1V1/T1+P2V2/T2+P3V3/T3+。。。+PkVk/Tk=P’1V’1/T’1+P’2V’2/T’2+P’3V’3/T’3+。。。+PmVm/Tm
列題:
1、一圓柱形氣缸直立在地面上,內(nèi)有一個有質(zhì)量、無摩擦的絕熱活塞,把氣缸分成容積相同的A、B兩部分,如圖兩部分氣體的溫度相同,均為T0=27℃,A部分氣體的壓強PA0=1.0×105Pa,B部分氣體的壓PB0=2.0×105pa.現(xiàn)對B部分氣體加熱,使活塞上升,保持A部分氣體的溫度不變,使A部分氣體的體積減小為原來的2/3.求此時:
(1)A部分氣體的壓強PA。
(2)B部分氣體的溫度TB。
答案:(1)PA=1.5×105Pa? ? (2)TB=500K
2、向汽車輪胎內(nèi)充氣,已知輪胎內(nèi)原有空氣的壓強為1.5標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,溫度為20℃,體積為20 L.充氣后,輪胎內(nèi)空氣壓強增大為7.5個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,溫度升高為25℃.若充入的氣體的溫度為20℃,壓強為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,問:需要充入多少升這樣的空氣?(設(shè)輪胎體積不變) 。
答案:117.48 升
提示:將輪胎內(nèi)原有氣體、待充入氣體作為研究對象,利用上面的第二個推論。