高中物理 第二章 气体 5 理想气体课件 教科版选修33.ppt

5理想气体 第二章气体 学习目标 1 了解理想气体模型 2 知道实际气体看成理想气体的条件 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习预习新知夯实基础 自主预习 一 气体实验定律的适用条件 大量实验结果表明 在温度不 压强不的条件下 一切气体的状态变化虽然并非严格地遵守气体实验定律 但却能在较高程度上近似地遵守 二 理想气体 1 定义 在任何 任何下都遵守气体实验定律的气体 2 特点 1 理想气体是一种的模型 实际不存在 2 理想气体的分子除存在相互碰撞力外 不存在 3 理想气体仅存在分子 没有分子 太低 太高 气体实验定律 温度 压强 理想化 分子间作用力 动能 势能 判断下列说法的正误 1 理想气体就是处于标准状况下的气体 2 理想气体只有分子动能 不考虑分子势能 3 实际计算中 当气体分子间距离r 10r0时 可将气体视为理想气体进行研究 4 被压缩的气体 不能作为理想气体 即学即用 答案 重点探究 为什么要引入理想气体的概念 一 理想气体 导学探究 答案 答案由于气体实验定律只在压强不太大 温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致 为了使气体在任何温度 任何压强下都遵从气体实验定律 引入了理想气体的概念 1 理想气体的特点 1 严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程 2 理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计 分子不占空间 可视为质点 3 理想气体分子除碰撞外 无相互作用的引力和斥力 4 理想气体分子无分子势能的变化 内能等于所有分子热运动的动能之和 只和温度有关 知识深化 2 对理想气体的几点说明 1 理想气体是不存在的 2 在常温常压下 大多数实际气体 尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体 3 在温度不低于负几十摄氏度 压强不超过大气压的几倍时 很多气体都可当成理想气体来处理 4 理想气体的内能仅由温度和分子总数决定 与气体的体积无关 特别提醒在涉及气体的内能 分子势能问题时要特别注意实际气体是否可视为理想气体 在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当作理想气体处理 但这时往往关注的是气体质量是否一定 例1关于理想气体 下列说法正确的是a 理想气体也不能严格地遵守气体实验定律b 实际气体在温度不太高 压强不太小的情况下 可看成理想气体c 实际气体在温度不太低 压强不太大的情况下 可看成理想气体d 所有的实际气体在任何情况下 都可以看成理想气体 答案 解析 解析理想气体是在任何温度 任何压强下都能遵守气体实验定律的气体 a项错误 它是实际气体在温度不太低 压强不太大的情况下的抽象 故c正确 b d错误 解析气体对容器的压强是由气体分子对器壁的频繁碰撞产生的 选项a错 b对 气体的压强与分子的密集程度及分子的平均动能有关 平均动能越大则温度越高 但如果体积也变大 压强可能减小 故选项c错 压缩理想气体要用力 克服的是气体的压力 压强 而不是分子间的斥力 选项d错 例2关于理想气体的下列说法正确的是a 气体对容器的压强是由气体的重力产生的b 气体对容器的压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞产生的c 一定质量的气体 分子的平均动能越大 气体压强也越大d 压缩理想气体时要用力 是因为分子之间有斥力 答案 解析 二 理想气体的状态方程 如图1所示 一定质量的某种理想气体从状态a到b经历了一个等温过程 又从状态b到c经历了一个等容过程 请推导状态a的三个参量pa va ta和状态c的三个参量pc vc tc之间的关系 导学探究 答案 图1 答案从a b为等温变化过程 根据玻意耳定律可得pava pbvb 从b c为等容变化过程 根据查理定律可得 由题意可知 ta tb vb vc 1 对理想气体状态方程的理解 1 成立条件 一定质量的理想气体 2 该方程表示的是气体三个状态参量的关系 与中间的变化过程无关 3 公式中常量c仅由气体的种类和质量决定 与状态参量 p v t 无关 4 方程应用时单位方面 温度t必须是热力学温度 公式两边中压强p和体积v单位必须统一 但不一定是国际单位制中的单位 知识深化 2 理想气体状态方程与气体实验定律 特别提醒理想气体状态方程是用来解决气体状态变化问题的方程 运用时 必须要明确气体不同状态下的状态参量 将它们的单位统一 且温度的单位一定要统一为国际单位k 答案 例3 多选 一定质量的理想气体a 先等压膨胀 再等容降温 其温度必低于起始温度b 先等温膨胀 再等压压缩 其体积必小于起始体积c 先等容升温 再等压压缩 其温度有可能等于起始温度d 先等容加热 再绝热压缩 其内能必大于起始内能 解析 先等容加热 再绝热压缩 气体的温度始终升高 则内能必定增加 即d正确 答案 例4使一定质量的理想气体按图2甲中箭头所示的顺序变化 图中bc段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线 1 已知气体在状态a的温度ta 300k 求气体在状态b c和d的温度各是多少 解析 图2 答案见解析 解析在p v图中直观地看出 气体在a b c d各状态下压强和体积为va 10l pa 4atm pb 4atm pc 2atm pd 2atm vc 40l vd 20l 根据气体状态方程 由题意tb tc 600k 答案 2 将上述状态变化过程在图乙中画成用体积v和温度t表示的图线 图中要标明a b c d四点 并且要画箭头表示变化的方向 说明每段图线各表示什么过程 解析 答案见解析 解析由状态b到状态c为等温变化 由玻意耳定律有pbvb pcvc 在v t图上状态变化过程的图线由a b c d各状态依次连接 如图所示 ab是等压膨胀过程 bc是等温膨胀过程 cd是等压压缩过程 达标检测 1 对理想气体的理解 多选 下列对理想气体的理解 正确的有a 理想气体实际上并不存在 只是一种理想化模型b 只要气体压强不是很高就可视为理想气体c 一定质量的某种理想气体的内能与温度 体积都有关d 在任何温度 任何压强下 理想气体都遵循气体实验定律 答案 1 2 3 解析理想气体是一种理想化模型 温度不太低 压强不太大的实际气体可视为理想气体 理想气体在任何温度 任何压强下都遵循气体实验定律 选项a d正确 选项b错误 一定质量的理想气体的内能完全由温度决定 与体积无关 选项c错误 解析 2 对理想气体状态方程的理解 多选 一定质量的理想气体 初始状态为p v t 经过一系列状态变化后 压强仍为p 则下列过程中可以实现的是a 先等温膨胀 再等容降温b 先等温压缩 再等容降温c 先等容升温 再等温压缩d 先等容降温 再等温压缩 答案 1 2 3 解析 1 2 3 3 理想气体状态方程的应用 某气象探测气球内充有温度为27 压强为1 5 105pa的氦气 其体积为5m3 当气球升高到某一高度时 氦气温度为200k 压强变为0