Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов

Июль 22, 2022

Главная
Физика
Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов

Содержание

2. Цели занятия: 1. Иметь представление о идеальном газе, как физической модели. 2. Понимать и перечислять, от
3. Установите соответствие: 1. Молекулы движутся с огромными скоростями. 2. Тела сохраняют форму и объем. 3. Атомы
4. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ Известно, что частицы в газах, в отличие от жидкостей и твердых тел, располагаются друг
5. Идеальный газ (модель) 1. Совокупность большого числа молекул массой m0, размерами молекул пренебрегают (принимают молекулы за
6. Модели идеального газа соответствует реальный газ находящийся под низким давлением и при высокой температуре Идеальный газ
7. Свойства идеального газа 1. Суммарный объем молекул по сравнению с объемом, занимаемым газом, пренебрежимо мал. 2.
9. Зависимость давления идеального газа от: Массы молекул Концентрации молекул Скорости движения молекул
14. Основное уравнение МКТ идеального газа.
15. Основное уравнение кинетической теории идеального газа или уравнение Клаузиуса
16. Давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений Закон Дальтона Парциальное давление газа – давление, которое
17. ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором
18. При тепловом равновесии в системе не меняются объем и давление, не изменяются агрегатные состояния вещества, концентрации
19. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Для измерения температуры служат специальные приборы - термометры. Их действие основано на том факте,
20. ШКАЛА ТЕРМОМЕТРА Шкала Цельсия: 0 оС - точка таяния льда 100 оС - точка кипения воды
21. Шведский ученый Андерс Цельсий Шведский естествоиспытатель Карл Линней создатели шкалы "Цельсия"
22. ГАЗОВЫЙ ТЕРМОМЕТР Особое место в физике занимают газовые термометры, в которых термометрическим веществом является разреженный газ
23. Зависимость давления газа от температуры при V = const. Экстраполируя график в область низких давлений, можно
24. ШКАЛА КЕЛЬВИНА Английский физик У. Кельвин в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления газа для
25. СРАВНЕНИЕ ШКАЛ ЦЕЛЬСИЯ И КЕЛЬВИНА
26. АБСОЛЮТНЫЙ НОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ – предельная температура, при которой давление идеального газа обращается в ноль при данном
27. ТЕМПЕРАТУРА – МЕРА КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ Средняя кинетическая энергия движения молекул пропорциональна абсолютной температуре средняя кинетическая
28. р = nkT k = 1,38·10 Дж/К - постоянная Больцмана Следствия: 1. при одинаковых давлениях и
29. Как изменится давление газа на стенки сосуда, если: масса молекулы увеличится в 3 раза концентрация молекул
30. Связь давления со средней кинетической энергией
31. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы
32. Связь давления с плотностью газа.
33. Задача. №468 Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, а его плотность
34. Воспользуйтесь формулой : Плотность
35. Решение: Ответ: 112,5кПа
36. Сначала найдите плотность газа по формуле: А потом выразите скорость движения молекул из формулы:
37. Решение: Ответ: 707 м/с
38. Дано: Решение t1 = 60ºC Т1 = 60 + 273 = 333К t2 = - 60ºC
40. Скачать презентацию

Слайд 2

Цели занятия:
1. Иметь представление о идеальном газе, как физической модели.
2. Понимать

и перечислять, от каких величин зависит давление газа на стенки сосуда.

3. Написать основное уравнение МКТ.

4. Указывать, как влияют изменения величин, входящих в основное уравнение МКТ, на изменение давления газа.

Слайд 3

Установите соответствие:
1. Молекулы движутся с огромными скоростями.
2. Тела сохраняют форму и

объем.
3. Атомы колеблются около положения равновесия.
4.Расстояние между молекулами превышает размер молекул.
5.Молекулы колеблются, перио-дически перескакивая на новое место.
6. Тела сохраняют форму, но не сохраняют объем.

А. Твердые тела.
Б. Жидкости.
В. Газы.

Ответы:

1-В

2-А

3-А

4-В

5-Б

6-Б

Слайд 4

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ
Известно, что частицы в газах, в отличие от

жидкостей и твердых тел, располагаются друг относительно друга на расстояниях, существенно превышающих их собственные размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше энергии межмолекулярного взаимодействия. Для выяснения наиболее общих свойств, присущих всем газам, используют упрощенную модель реальных газов -

идеальный газ

Слайд 5

Идеальный газ
(модель)
1. Совокупность большого числа молекул массой m0, размерами молекул пренебрегают

(принимают молекулы за материальные точки).
2. Молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга и движутся хаотически.
3. Молекулы взаимодействуют по законам упругих столкновений , силами притяжения между молекулами пренебрегают.
4. Скорости молекул разнообразны, но при определенной температуре средняя скорость молекул остается постоянной.

Реальный газ
1. Молекулы реального газа не являются точечными образованиями, диаметры молекул лишь в десятки раз меньше расстояний между молекулами.
2. Молекулы не взаимо- действуют по законам упругих столкновений.

Слайд 6

Модели идеального газа соответствует реальный газ находящийся под низким давлением и

при высокой температуре

Идеальный газ – газ, молекулы которого представляют собой материальные точки, а их взаимодействие носит характер абсолютно упругого удара

Идеальный газ – физическая модель реального газа

Воздух при нормальных условиях можно приближенно считать идеальным газом

Слайд 7

Свойства идеального газа
1. Суммарный объем молекул по сравнению с объемом, занимаемым

газом, пренебрежимо мал.
2. Молекулы представляют собой упругие шарики
3. Внутренняя энергия газа определяется лишь кинетической энергией.

Слайд 8

Слайд 9

Зависимость давления идеального газа от:
Массы молекул
Концентрации молекул
Скорости движения молекул

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Основное уравнение МКТ идеального газа.

Слайд 15

Основное уравнение кинетической теории идеального газа или уравнение Клаузиуса

Слайд 16

Давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений
Закон Дальтона
Парциальное давление газа

– давление,
которое бы оказывал газ на стенки сосуда,
находясь в нем один

Если в сосуде содержится несколько газов, то каждый газ занимает объем, равный объему сосуда, и все газы имеют одинаковую температуру

Слайд 17

ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ
Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в

тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.

Слайд 18

При тепловом равновесии в системе не меняются объем и давление,

не изменяются агрегатные состояния вещества, концентрации веществ. Но микроскопические процессы внутри тела не прекращаются и при тепловом равновесии: меняются положения молекул, их скорости при столкновениях. В системе тел, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, объемы и давления могут быть различными, а температуры обязательно одинаковы. Таким образом, температура характеризует состояние термодинамического равновесия изолированной системы тел.

ТЕМПЕРАТУРА

Слайд 19

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Для измерения температуры служат специальные приборы - термометры. Их действие

основано на том факте, что при изменении температуры, изменяются и другие физические параметры тела, например, такие, как давление и объем.

Слайд 20

ШКАЛА ТЕРМОМЕТРА

Шкала Цельсия:
0 оС - точка таяния льда
100

оС - точка кипения воды
- 273 оС - самая низкая
температура в природе

Слайд 21

Шведский ученый
Андерс Цельсий
Шведский естествоиспытатель
Карл Линней
создатели шкалы "Цельсия"

Слайд 22

ГАЗОВЫЙ ТЕРМОМЕТР

Особое место в физике занимают газовые термометры, в которых

термометрическим веществом является разреженный газ (гелий, воздух) в сосуде неизменного объема, а термометрической величиной – давление газа p. Опыт показывает, что давление газа (при V = const) растет с ростом температуры, измеренной по шкале Цельсия.

Слайд 23

Зависимость давления газа от температуры при V = const.
Экстраполируя график
в область

низких
давлений, можно
определить некоторую
«гипотетическую» температуру, при которой давление газа стало бы равным нулю. Опыт показывает, что эта температура равна –273,15 °С и не зависит от свойств газа. Невозможно на опыте получить путем охлаждения газ в состоянии с нулевым давлением, так как при очень низких температурах все газы переходят в жидкие или твердые состояния.

Слайд 24

ШКАЛА КЕЛЬВИНА
Английский физик У. Кельвин в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления

газа для построения новой температурной шкалы (шкала Кельвина). В этой шкале единица измерения температуры такая же, как и в шкале Цельсия, но нулевая точка сдвинута:
T = t + 273
В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой K. Например, комнатная температура t = 20 °С по шкале Кельвина равна T = 293 К.
Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур. Она оказывается наиболее удобной при построении физических теорий.

Слайд 25

СРАВНЕНИЕ ШКАЛ ЦЕЛЬСИЯ И КЕЛЬВИНА

Слайд 26

АБСОЛЮТНЫЙ НОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ
– предельная температура, при которой давление идеального газа

обращается в ноль при данном объеме или объём идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении

Слайд 27

ТЕМПЕРАТУРА – МЕРА КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ
Средняя кинетическая энергия движения молекул

пропорциональна абсолютной температуре
средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы не зависит от ее массы. Броуновская частица, взвешенная в жидкости или газе, обладает такой же средней кинетической энергией, как и отдельная молекула, масса которой на много порядков меньше массы броуновской частицы.

Слайд 28

р = nkT
k = 1,38·10 Дж/К - постоянная Больцмана

Следствия:
1. при одинаковых давлениях и температурах концентрация молекул у всех газов одинакова
2. для смеси двух газов давление равно
р = р1 + р2

ТЕМПЕРАТУРА И ДАВЛЕНИЕ

– 23

Слайд 29

Как изменится давление газа на стенки сосуда, если:
масса молекулы увеличится в

3 раза
концентрация молекул уменьшится в 4 раза
скорость движения молекул увеличится в 2 раза
объем увеличится в 5 раз
масса молекулы уменьшится в 4 раза, а концентрация увеличится в 2 раза
масса молекулы увеличится в 2 раза, а скорость движения молекул увеличится в 3 раза
концентрация молекул увеличится в 3 раза, скорость движения молекул уменьшится в 3 раза

Слайд 30

Связь давления со средней кинетической энергией

Слайд 31

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы

Слайд 32

Связь давления с плотностью газа.

Слайд 33

Задача.
№468 Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500

м/с, а его плотность 1,35 ?

подсказка

решение

№469 Какова средняя квадратическая скорость движения молекул газа, если имея массу 6 кг, он занимает объем 5 при давлении 200кПа?

подсказка

решение

Слайд 34

Воспользуйтесь формулой :
Плотность

Слайд 35

Решение:
Ответ: 112,5кПа

Слайд 36

Сначала найдите плотность газа по формуле:
А потом выразите скорость движения молекул

из формулы:

Слайд 37

Решение:
Ответ: 707 м/с

Слайд 38

Дано: Решение
t1 = 60ºC Т1 = 60 + 273 =

333К
t2 = - 60ºC Т2 = - 60 +273 = 213К
E1 - ? Е = 1,5кТ
E2 - ? Е1 = 1,5·1,38·10ˉ²³·333 = 6,9·10 Дж
Е2 = 1,5·1,38·10ˉ²³·213 = 4,4·10 Дж

3. Какова энергия теплового движения молекулы кислорода при температурах 60ºС и молекулы азота при – 60ºС?

– 21

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов

Содержание

Цели занятия: 1. Иметь представление о идеальном газе, как физической модели.2. Понимать

Установите соответствие:1. Молекулы движутся с огромными скоростями.2. Тела сохраняют форму и

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ Известно, что частицы в газах, в отличие от

Идеальный газ(модель)1. Совокупность большого числа молекул массой m0, размерами молекул пренебрегают

Модели идеального газа соответствует реальный газ находящийся под низким давлением и

Свойства идеального газа1. Суммарный объем молекул по сравнению с объемом, занимаемым

Зависимость давления идеального газа от:Массы молекулКонцентрации молекулСкорости движения молекул

Основное уравнение МКТ идеального газа.

Основное уравнение кинетической теории идеального газа или уравнение Клаузиуса

Давление смеси газов равно сумме их парциальных давленийЗакон ДальтонаПарциальное давление газа

ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕТепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в

При тепловом равновесии в системе не меняются объем и давление,

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫДля измерения температуры служат специальные приборы - термометры. Их действие

ШКАЛА ТЕРМОМЕТРА Шкала Цельсия: 0 оС - точка таяния льда 100

Шведский ученый Андерс ЦельсийШведский естествоиспытатель Карл Линнейсоздатели шкалы "Цельсия"

ГАЗОВЫЙ ТЕРМОМЕТР Особое место в физике занимают газовые термометры, в которых

Зависимость давления газа от температуры при V = const. Экстраполируя график в область

ШКАЛА КЕЛЬВИНААнглийский физик У. Кельвин в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления