届高三物理一轮复习配套课件：《理想气体的状态方程》(人教版选修3-3).ppt

第3节 理想气体的状态方程,同步导学方案,课后强化演练,理想气体 1定义：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体叫做理想气体,2对理想气体的理解 (1)理解 理想气体是为了研究问题方便而提出的一种理想模型，是实际气体的一种近似，实际上并不存在，就像力学中的质点、电学中的点电荷模型一样 从宏观上讲，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。而在微观意义上，理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力的气体,(2)特点 严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程 理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点 理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关,理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象题目中无特别说明时，一般都可将实际气体作为理想气体来处理.,理想气体状态方程 1理想气体遵循的规律：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数,3理想气体状态方程的推导 一定质量的某种理想气体由初态(p1、V1、T1)变化到末态(p2、V2、T2)，因气体遵从三个气体实验定律，我们可以从三个定律中任意选取其中两个，通过一个中间状态，建立两个方程，解方程消去中间状态参量便可得到理想气体状态方程组合方式有6种，如图所示,4对理想气体状态方程的理解 (1)适用对象 一定质量的理想气体 (2)应用理想气体状态方程的关键 对气体状态变化过程的分析和状态参量的确定，即“一过程六参量” (3)注意方程中各物理量的单位 T必须是热力学温度，公式两边中p和V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位,5气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例：,应用理想气体状态方程时应注意题目中给出的隐含条件,理想气体状态变化的图象 1一定质量的理想气体的各种图象,一般状态变化图象的处理方法 基本方法，化“一般”为“特殊”，如图是一定质量的某种气体的状态变化过程ABCA.,在VT图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程pApBpC，即pApBpC，所以AB压强增大，温度降低，体积缩小BC温度升高，体积减小，压强增大，CA温度降低，体积增大，压强减小.,理想气体状态方程的应用 如图所示为粗细均匀、一端封闭一端开口的U形玻璃管当t131 ，大气压强为p076 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭气柱长l18 cm.求：,(1)当温度t2等于多少摄氏度时，左管气柱l2为9 cm? (2)当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱仍为8 cm，则应在右管加入多长的水银柱？,【答案】 见解析,【方法总结】 应用理想气体状态方程解题的一般思路 (1)确定研究对象(某一部分气体)，明确气体所处系统的力学状态 (2)弄清气体状态的变化过程 (3)确定气体的初、末状态及其状态参量，并注意单位的统一,(4)根据题意，选用适当的气体状态方程求解若非纯热学问题，还要综合应用力学等有关知识列辅助方程 (5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义,用销钉固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VAVB21，如图所示，起初A中有温度为127 、压强为1.8105 Pa的空气，B中有温度为27 ，压强为1.2105 Pa的空气，拔去销钉，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器壁缓慢导热，最后都变成室温27 ，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强,答案：1.3105 Pa,用理想气体状态方程解决变质量问题 房间的容积为20 m3，在温度为7 、大气压强为9.8104 Pa时，室内空气质量是25 kg.当温度升高到27 ，大气压强变为1.0105 Pa时，室内空气的质量是多少？,【解析】 室内气体的温度、压强均发生了变化，原气体的体积不一定再是20 m3，可能增大有气体跑出，可能减小有气体流入，因此仍以原25 kg气体为研究对象，通过计算才能确定 气体初态：p19.8104 Pa，V120 m3，T1280 K. 末态：p21.0105 Pa，体积V2，T2300 K.,【答案】 23.8 kg,【方法总结】 在处理气体质量变化的问题时，可想像“放出”或“漏掉”的气体与剩余的气体状态相同，利用理想气体状态方程就可以确定剩余气体与“放出”或“漏掉”气体的体积、质量关系，从而确定剩余气体与原有气体间的状态变化关系,贮存筒内压缩气体的温度是27 ，压强是20 atm，从筒内放出一半质量的气体后，并使筒内剩余气体的温度降低到12 ，求剩余气体的压强为多大？,答案：9.5 atm,气体状态变化的图象问题 如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0.A、B之间的容积为0.1V0，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3 K求：,(1)活塞刚离开B处时的温度TB. (2)缸内气体最后的压强p3. (3)在图中画出整个过程的pV图线,(3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强增大到p2p0达到状态2，再由状态2先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到1.1V0后再等容升温，使压强达到1.1p0. 【答案】 (1)330 K (2)1.1p0 (3)见解析,【方法总结】 理想气体状态方程的解题技巧 (1)挖掘隐含条件，找出临界点，临界点是两个状态变化过程的分界点，正确找出临界点是解题的基本前提，本题中活塞刚离开B处和刚到达A处是两个临界点 (2)找到临界点，确定临界点前后的不同变化过程，再利用相应的物理规律解题，本题中的三个过程先是等容变化，然后是等压变化，最后又是等容变化,使一定质量的理想气体按图中箭头的顺序变化，图线BC是一段双曲线 (1)已知气体在状态A的温度TA300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？ (2)将上述状态变化过程改画成VT图，并标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化方向说明每段图线各表示什么过程,(2)在VT图中将A、B、C、D四点的V、T值分别描绘在图上，则其VT图如下图所示AB过程是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程 答案：见解析,1.对于理想气体下列哪些说法是不正确的( ) A理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型 B理想气体的分子间没有分子力 C理想气体是一种理想模型，没有实际意义 D实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体,解析：根据理想气体的定义可知A项正确；根据理想气体微观模型可以判定B对；实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体，D对理想气体是对实际气体的科学抽象，可以使研究问题简便，C错 答案：C,2(2013泉州高二检测)民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体( ) A温度不变时，体积减小，压强增大 B体积不变时，温度降低，压强减小 C压强不变时，温度降低，体积减小 D质量不变时，压强增大，体积减小,解析：纸片燃烧时，罐内气体的温度升高，将罐压在皮肤上后，封闭气体的体积不再改变，温度降低时，由