高中物理 第八章 气体 3 理想气体的状态方程互动课堂学案 新人教版选修3-3.doc

3理想气体的状态方程互动课堂疏导引导1.对理想气体的理解（1）理想气体是一种科学的抽象，是理想化的物理模型，把严格遵守三个实验定律的气体称为理想气体.（2）理想气体的分子模型：分子本身的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计.分子间的距离很大，因此除碰撞外，分子间的相互作用力忽略不计，分子势能看作零，理想气体的内能就等于所有分子动能的总和.分子之间的碰撞看成弹性碰撞.（3）实际气体在常温常压下可近似看成理想气体.注：中学阶段所涉及的气体（除特别说明外）都看成理想气体.2.理想气体的状态方程（1）推导过程首先由学生画出上节中的p-v图象，如图8-3-1所示.由图可知，ab为等温过程，根据玻意耳定律可得pava=pbvb 图8-3-1从bc为等容过程，根据查量定律可得： 又tb=ta，vb=vc，联立可得（2）上式表明，一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到另一个状态2时，尽管其p、v、t都可能变化，但是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为恒量）上面两式都叫做一定质量的理想气体的状态方程.（3）气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例.一定质量的理想气体状态方程，当m、t不变时，则为p1v1=p2v2玻意耳定律.当m、v不变时，则为查理定律.当m、p不变时，则为盖吕萨克定律.3.两个有用的推论含有密度的理想气体状态方程：，该方程根据理想气体状态方程和物质密度的定义可导出，此式虽是从定质量的条件下推导出来的，但它却与质量无关，可适用于任何两部分同类气体，方便地解决变质量的一些问题，该式也称为理想气体密度方程.理想气体状态方程的分态式：，式中（p1、v1、t1）、（p2、v2、t2）（pn、vn、tn）是气体终态的n个部分的状态参量.该方程根据质量守恒和克拉珀龙方程可导出，当理想气体发生状态变化时，如伴随着有气体的迁移、分装、混合等各种情况，使用分态式会显得特别方便.活学巧用1.关于理想气体，下列说法中哪些是正确的（ ）a.严格遵守气体三定律的气体称为理想气体b.理想气体客观上是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似c.低温（和室温比较）和低压（和大气压比较）条件下的实际气体都可以看成理想气体d.和质点的概念一样，理想气体是一种理想化的模型解析:见疏导引导1。答案:a、b、d2.如图8-3-2所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的；它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等.现利用右室中电热丝对为室加热一段时间，达到平衡后，左室的体积变为原来的，气体的温度t1=300 k，求右室气体的温度.图8-3-2解析：根据题意对汽缸中左、右两室中气体的状态进行分析:左室的气体：加热前p0、v0、t0加热后p1、t1右室的气体；加热前，p0、v0、t0加热后p1、t2根据理想气体状态方程：=恒量左室气体右室气体所以所以t2=500 k答案:500 k3.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：p1=9.8104 pa，v1=20 m3，t1=280 k末态：p2=1.0105 pa，v2=？，t2=300 k由状态方程： m3=21.0 m3