李晓娟

现行人教版高中物理选修3-3第八章《气体》第三节《理想气体的状态方程》中介绍了一定质量的理想气体遵循如下规律：一定质量的某种理想气体，在从状态1变化到状态2时，尽管P、V、T都可能随时改变，但压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。也就是说=或=C（式中的C是与P、V、T无关的常量），物理学中把上述两式都叫做一定质量的某种理想气体的状态方程。

一定质量的理想气体状态方程它只适用于一定质量的某种理想气体。但习题中常常遇到气体质量变化的问题，怎样利用气体 的有关定律和方程来解决变质量问题是中学物理教学中的一个重点和难点，比较通用的方法是：通过巧妙选取合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，从而利用气体实验定律或理想气体状态方程解决。但是对理想气体变质量问题，可根据不同情况用克拉珀龙方程进行解答。

克拉珀龙方程其方程为pV=nRT。这个方程有4个变量：p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数，对任意理想气体而言，R是一定的，约为8.31441±0.00026J/（mol·K）。可以看出，此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用。值得注意的是，把理想气体方程和克拉伯龙方程等效是不正确的。尽管理想气体定律是由克拉伯龙发现，但是国际上不把理想气体状态方程叫克拉伯龙方程。

笔者在实际教学中发现，用克拉伯龙方程解决理想气体变质量问题要比用理想气体状态方程处理更能使问题简单化，便以学生掌握。下面通过一个具体实例对两种方法在解题中应用进行比较，便于学生在解决此类问题时能够正确选择合适的方法，起到事半功倍的效果。

【例1】氧气瓶的容积是40L，其中氧气的压强是130atm，规定瓶内氧气压强降到10atm时就要重新充氧。有一个车间，每天需要用1atm的氧氣400L，这瓶氧气能用几天？假定温度不变。

理想气体状态方程解法：

通过比较我们不难发现，对于变质量问题用克拉伯龙方程解决要比用理想气体状态方程解决方便许多，尤其是处理打气问题、抽气问题、气体分装问题时很容易让学生理解。