为什么理想气体的内能等于定容比热容公式与绝对温度的乘积

定义/理想气体
忽略气体分子的自身体积,将分子看成是有质量的几何点;假设分子间没有相互吸引和排斥,分子之间及分子与器壁之间发生的
是完全弹性的,不造成动能损失。这种
称为理想气体。
概述/理想气体
理想气体气态方程全名为理想气体状态方程,一般指克拉珀龙方程:pV=nRT。其中p为压强,V为体积,n为物质的量,R为普适气体常量,T为绝对温度(T的为开尔文(字母为K),数值为摄氏温度加273.15,如0℃即为273.15K)。
当p,V,n,T的单位分别采用Pa(帕斯卡),m3(立方米),mol,K时,R的数值为8.31。该方程严格意义上来说只适用于理想气体,但近似可用于非极端情况(高温低压)的(包括常温常压)。
性质/理想气体
1.分子体积与气体体积相比可以忽略不计;
2.分子之间没有相互吸引力;
3.分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失;
4.在容器中,在未碰撞时考虑为作匀速运动,气体分子碰撞时发生速度交换,无动能损失;
5.理想气体的内能是分子动能之和。4
推导/理想气体
当p,V,n,T的单位分别采用Pa(帕斯卡),m3(立方米),mol,K时,R的数值为8.31J/(mol*K)。该方程严格意义上来说只适用于理想气体,但近似可用于非极端情况(低温或高压)的真实气体(包括常温常压)。
另外指的是克拉珀龙方程来源的三个实验定律:、盖·吕萨克定律和查理定律,
以及直接结论pV/T=恒量。&
波义耳-马略特定律:在等温过程中,一定质量的气体的压强跟其体积成反比。即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。即p1V1=p2V2。
& 盖·吕萨克定律:一定质量的气体,在压强不变的条件下,& 温度每升高(或降低)1℃,它的体积的增加(或减少)量等于0℃时体积的1/273。&
查理定律指出,一定质量的气体,当其体积一定时,它的压强与热力学温度成正比。即& P1/P2=T1/T2&或pt=P′0(1+t/273)&
式中P′0为0℃时气体的压强,t为摄氏温度。& 综合以上三个定律可得pV/T=恒量,经实验可得该恒量与气体的物质的量成正比,得到克拉珀龙方程。
说明/理想气体
完全气体在各种温度、压强的条件下,其状态皆服从方程pV=nRT的又称完全气体(perfect&gas),是理论上假想的一种把实际气体性质加以简化的气体。人们把假想的,在任何情况下都严格遵守气体三定律的气体称为理想气体。就是说:一切实际气体并不严格遵循这些定律,只有在温度较高,压强不大时,偏离才不显著。所以一般可认为温度大于500K或者压强不高于1.01×10^5帕时的气体为理想气体。
进一步说,理想气体是实际气体在压强不断降低情况下的极限,或者说是当压强趋近于零时所有气体的共同特性,即零压时所有实际气体都具有理想气体性质。在n、T一定时,则pV=常数,即其压强与体积成反比,这就是波义耳定律(Boyle's&law)。若n、p一定,则V/T=,即气体体积与其温度成正比,就是盖·吕萨克定律(J.L.Gay-Lus-sac's&law)。理想气体在理论上占有重要地位,而在实际工作中可利用它的有关性质与规律作近似计算。模型理想气体是一种理想化的模型,实际并不存在。实际气体中,凡是本身不易被液化的气体,它们的性质很近似理想气体,其中最接近理想气体的是氢气和氦气。一般气体在压强不太大、温度不太低的条件下,它们的性质也非常接近理想气体。因此常常把实际气体当作理想气体来处理。这样对研究问题,尤其是计算方面可以大大简化。高压低温高压或低温气体的状态变化就较显著地偏离气态方程,对方程需要按实际情况加以修正。修正的方法很多,过去常用的一种修正方程叫做范德华方程。它是以考虑分子间的相互作用以及分子本身的体积为前提,对理想气体状态方程进行修正的。&已经退出历史舞台,常用的有virial,rk,srk,qr。
应用/理想气体
1.求平衡态下的参数
2.两平衡状态间参数的计算
3.标准状态与任意状态或密度间的换算
4.气体体积膨胀系数
理想气体对外膨胀可以分为两种情况:一、理想气体周围有其他。二、理想气体自由膨胀,即周围没有其他物体。第一种情况下,理想气体做功。第二种情况下,不做功。如果两个容器相连,其中一个容器内充满理想气体,另一个容器内是真空,将两个容器相连后理想气体膨胀充满两个容器,此时,理想气体不做功。一般情况下,如不做特别说明,则认为气体对外膨胀做功。
一般情况下&,理想气体状态方程的
常用形式有两种&:PVT&=P′V′T′&①PV&=mμRT②当某种理想气体从一个平衡态变化到另一个平衡态时&,只要变化前后气体的质量没有增减&
,用①式解题比较方便。当所研究的气体涉及到质量和质量变化问题时&,用②式求解比较简便。但在教学应用中发现&,学生普遍对理想气体状态方程PVT&=恒量中“恒量”的物理意义理解不深&,进而对玻意耳—马略特定律、盖·吕萨克定律、查理定律的认识也欠深刻&,对一些稍加变形的气态方程问题求解困难。在克服物理教学中这一难点时&,应从分析气体定律中“”的物理…
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中考物理辅导--理想气体的pV乘积
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pV是什么?大家知道,气体的内能是气体分子的动能和势能的总和,根据理想气体的微观模型,理想气体是指分子间没有相互作用和分子可以看成没有大小的质点,因此分子间的势能不计,这样理想气体的内能就是所有分子的各种动能之和。由于单原子分子只有整体的平动,它的动能只有平动动能,所以各分子的动能之和就是平动动能之和。设有一热力学系统,其体积为V,含有单原子分子理想气体的分子数为N,
因此pV乘积可以看成是理想气体内能大小的量度。对于双原子分子或多原子分子理想气体(氢、氧、二氧化碳等),也是如此,可表示为pV=AE,
  从pV乘积的单位来看,1Pa?m3=1N/m2?m3=1J,或1atm?L=1.013×105Pa?10-3m3=101.3J。因此Pa?m3和atm?L可以看作是理想气体内能的一种量度单位。实际上,理想气体的内能是绝对温度的单值函数,当温度一定时,一定质量的理想气体的内能大小克拉珀龙气态方程pV=nRT的右边部分正是体现理想气体内能的一种表达形式,所以左边的pV乘积就可以用来量度内能的大小。例如,一定质量的单原子分子理想气体(氮、氖、氩等)在某一温度时的压强为10大气atm?L=15195J。含有一定质量的理想气体热力学系统在一定温度下不论状态(p、V)如何变化,其内能不变,从这个角度来说,克拉珀龙气态方程是一定条件下热力学系统能量守恒这一基本规律在理想气体中的一种表现形式。
  当一定质量的单原子分子理想气体在某一温度下作等温变化时,根据玻意耳定律,各状态的pV乘积不变,且都等于常量,即
  p1V1=p2V2=……=pnVn=常量由上面分析可知,这常量就是
  这就是说温度T时一定质量的单原子分子理想气体的内能可从与T相对应的等温线下任一状态的矩形面积S的大小来求得,当温度改变为T时,△S。例如,求一定质量的氮气温度从T上升到T'的内能改变量。解:由于内能的改变与状态变化的途径无关,于是可任意选择变化途径,现=7.5atm?L=759.75J。若已知温度T时的内能E,要求另一温度
  根据pV乘积是理想气体(包括单原子分子、双原子分子和多原子分子)热力学系统内能大小的量度这一涵意和一定条件下系统内能守恒,可找到一个表达式用来很方便地解答等温变化中一些变质量问题,现举例如下。
  例1、用容积为20L,压强为100atm的氢气钢瓶,给容积为1m3的气球充气。充气后气球的压强为1atm(充气前球内无气体)。设此过程中温度不变,求钢瓶剩余气体的压强多少?
  解.把钢瓶和气球作为热力学系统,氢气当作理想气体。设钢瓶放
不变(对于钢瓶中的氢气质量是变化的),系统温度不变,故系统内能不变,于是有
pV=p'V'+p"V"
来源:233网校-责编:虫&&&
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7月3日 13:42
大家好 我儿子中考才478分 我想让他读省重点 但是要花不少钱 有些人说 没必要 有些说看...
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明天就地理生物中考了,哎,心里木有低啊!!!!!
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6月27日 11:2
我的所有成绩在六百分左右,我还想再提高,只是我的英语不好,怎么办
6月15日 14:4
全是初3学生&&& 。帮忙
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Si vous donnez un bon compliment le destinataire pense que tu es plus intelligent: Un des grands avantages dans l'université, mais un paiement plus important dans le monde du travail.如果你赞美别人得当,对方会觉得你较为聪敏:在校园内能有丰厚的回报,在工作中更显其效。声明:以上例句根据互联网资源自动生成,未经过人工审核,其表达内容亦不代表本软件的观点;若发现问题,欢迎向我们指正。
在里,内能(internal energy)是热力学系统内两个具状态变量之基本状态函数的其中一个函数。内能是指系统所含有的能量,但不包含因外部力场而产生的系统整体之与。内能会因系统能量的增损而随之改变。系统的内能可能因(1)对系统加热、(2)对系统作功,或(3)添加或移除物质而改变。当系统内有不可穿透的墙阻止物质传递时,该系统称之为「」。如此一来,描述,内能的增加会等于增加的热量加上环境对该系统所作的功。若该系统周围的墙不能传递物质与能量,则该系统称之为「孤立系统」,且其内能会维持定值。
L’énergie interne d’un
extensive, associée à ce système.Elle est égale à la somme de l’ de chaque entité élémentaire de masse non nulle et de toutes les
d’interaction des entités élémentaires de ce système. En fait, elle correspond à l'énergie intrinsèque du système, définie à l'échelle microscopique, à l'exclusion de l'énergie cinétique ou potentielle d'interaction du système avec son environnement, à l'échelle macroscopique.
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