氣體的狀態(tài)計(jì)算和理想氣體定律一、氣體的狀態(tài)計(jì)算氣體的基本狀態(tài)參數(shù)壓力（P）：氣體對(duì)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(dòng)能大小，單位為開(kāi)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(qiáng)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(duì)溫度氣體狀態(tài)變化計(jì)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(qiáng)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(qiáng)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(shè)氣體分子之間無(wú)相互作用力，體積可以忽略不計(jì)，氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率分布符合麥克斯韋-玻爾茲曼分布。三、實(shí)際氣體與理想氣體的區(qū)別實(shí)際氣體：在現(xiàn)實(shí)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(jì)。理想氣體：是一種理想化的物理模型，假設(shè)氣體分子之間無(wú)相互作用力，體積可以忽略不計(jì)。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(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的蒸汽壓強(qiáng)。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(dòng)理論：氣體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，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(jì)規(guī)律，速率分布曲線呈高斯分布。六、氣體的應(yīng)用氣體的工業(yè)應(yīng)用：如石油化工、冶金、礦井通風(fēng)等。氣體的醫(yī)療應(yīng)用：如氧氣療法、氮?dú)饴樽淼?。氣體的科學(xué)實(shí)驗(yàn)：如氣球升空、氣象觀測(cè)等。習(xí)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(qiáng)；（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(qiáng)。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(qiáng)從P1=1.0×10?Pa、溫度T1=300K變化到壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)從P1=1.0×10?Pa、體積V1=2.0m3變化到壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)從P1=1.0×10?Pa、溫度T1=300K變化到壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)；（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(shí)及習(xí)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(dǎo)致氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為氣體的粘滯性。單位：帕·秒（Pa·s）。二、氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象定義：不同氣體在混合過(guò)程中，各氣體分子相互滲透，最終達(dá)到均勻分布的現(xiàn)象稱(chēng)為氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散系數(shù)：表示氣體擴(kuò)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(shí)，氣體吸收或放出的熱量與溫度變化的比值稱(chēng)為氣體的熱容。分類(lèi)：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(shí)，氣體體積增大，這種現(xiàn)象稱(chēng)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(dǎo)率定義：氣體溫度梯度下，熱量在氣體中的傳遞速率稱(chēng)為氣體的熱導(dǎo)率。單位：W/(m·K)。六、氣體的壓縮因子定義：實(shí)際氣體在一定條件下的壓強(qiáng)與理想氣體壓強(qiáng)的比值稱(chēng)為氣體的壓縮因子。意義：用來(lái)描述實(shí)際氣體與理想氣體的偏差程度。七、氣體的流動(dòng)方程定義：描述氣體流動(dòng)過(guò)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(dòng)量方程。八、氣體的邊界層現(xiàn)象定義：氣體流動(dòng)過(guò)程中，靠近固體表面的流體質(zhì)點(diǎn)受到固體表面的阻擋，速度減小，這種現(xiàn)象稱(chēng)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?dú)怏w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(qiáng)；（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(qiáng)。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(dòng)時(shí)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(dòng)，阻力F等于壓強(qiáng)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(qiáng)從P1=1.0×10?Pa、溫度T1=300K變化到壓強(qiáng)P2=0.5×10?Pa，已知?dú)怏w的擴(kuò)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