教科版选修33 2.4气体实验定律的图像表示及微观解释 2.5　理想气体 课件（42张）.ppt

第二章 4气体实验定律的图像表示及微观解释5理想气体 学习目标1 理解气体实验定律的p v v t p t图像及其物理意义 并会分析解决含有图像的问题 2 能用气体分子动理论解释三个气体实验定律 3 了解理想气体的模型 并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一 p v图像 1 如图1甲所示为一定质量的气体不同温度下的p v图线 t1和t2哪一个大 答案t1 t2 答案 2 如图乙所示为一定质量的气体不同温度下的图线 t1和t2哪一个大 答案t1 t2 图1 1 p v图像 一定质量的气体等温变化的p v图像是双曲线的一支 双曲线上的每一个点均表示气体在该温度下的一个状态 而且同一条等温线上每个点对应的p v坐标的乘积是的 一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线 且pv乘积越大 温度就 图2中t2t1 图2 相等 越高 2 图像 一定质量气体的等温变化过程 也可以用图像来表示 如图3所示 等温线是过原点的倾斜直线 由于气体的体积不能无穷大 所以原点附近等温线应用表示 该直线的斜率k 故斜率越大 温度 图中t2t1 图3 虚线 pv 越高 判断下列说法的正误 1 一定质量的气体等温变化的p v图像一定是双曲线的一支 2 一定质量的气体等温变化的p v图像是通过原点的倾斜直线 3 图像的斜率越大 说明气体的温度越高 4 p v图像中 pv乘积越大 即离原点越远 说明气体的温度越高 二 p t图像与v t图像 1 如图4所示为一定质量的气体在不同体积下的p t图像 v1 v2哪个大 答案v2 v1 答案 图4 2 如图5所示为一定质量的气体在不同压强下的v t图像 p1 p2哪个大 答案p2 p1 答案 图5 1 p t图中的等容线是一条 2 p t图中的等容线不过原点 但反向延长线交t轴于 3 无论p t图像还是p t图像 其斜率都能判断气体体积的大小 斜率越大 体积越 1 p t图像如图6所示 图6 过原点的倾斜直线 273 15 小 2 v t图像如图7所示 图7 1 v t图中的等压线是一条 2 v t图中的等压线不过原点 但反向延长线交t轴于 3 无论v t图像还是v t图像 其斜率都能判断气体压强的大小 斜率越大 压强越 过原点的倾斜直线 273 15 小 判断下列说法的正误 1 一定质量的气体的p t图像是双曲线 2 p t图像是过原点的直线 3 v t图像的斜率大 说明压强小 三 气体实验定律的微观解释 1 如何从微观角度来解释气体实验定律 答案从决定气体压强的微观因素上来解释 即气体分子的平均动能和气体分子的密集程度 答案 2 自行车的轮胎没气后会变瘪 用打气筒向里打气 打进去的气越多 轮胎会越 硬 你怎样用分子动理论的观点来解释这种现象 假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化 答案轮胎的容积不发生变化 随着气体不断地打入 轮胎内气体分子的密集程度不断增大 温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化 故气体压强不断增大 轮胎会越来越 硬 答案 1 对气体实验定律的微观解释 1 玻意耳定律 一定质量的气体 温度不变 分子的平均动能 体积越小 分子越 单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越 气体的压强就越 2 查理定律 一定质量的气体 体积不变 则分子密集程度不变 温度升高 分子平均动能 分子撞击器壁的作用力 所以气体的压强 不变 密集 多 大 增大 变大 增大 3 盖吕萨克定律 一定质量的气体 温度升高 分子平均动能 分子撞击器壁的作用力 而要使压强不变 则需影响压强的另一个因素 即分子密集程度 所以气体的体积 2 对气体实验定律微观解释的技巧要紧紧围绕决定气体压强的两个因素 气体分子密集程度与分子平均动能 进行讨论 即 气体体积变化 气体分子密集程度变化温度变化 分子的平均动能变化 增大 变大 减小 增大 判断下列说法的正误 1 若t不变 p增大 则v减小 是由于分子撞击器壁的作用力变大 2 若p不变 v增大 则t增大 是由于分子密集程度减小 要使压强不变 分子的平均动能增大 3 若v不变 t增大 则p增大 是由于分子密集程度不变 分子平均动能增大 而使单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多 气体压强增大 四 理想气体 玻意耳定律 查理定律 盖吕萨克定律等气体实验定律都是在压强不太大 相对大气压强 温度不太低 相对室温 的条件下总结出来的 那么当压强很大 温度很低时 气体还遵守该实验定律吗 答案不会严格遵守气体实验定律 因为在高压 低温状态下 气体的状态可能已接近或达到液态 故气体实验定律不再适用 答案 1 理想气体 1 在温度 压强下都遵从气体实验定律的气体 2 实际气体在温度不低于 压强不超过 时 可以当成理想气体来处理 3 理想气体是对实际气体的一种 就像质点 点电荷模型一样 是一种 实际并不存在 任何 任何 零下几十摄氏度 大气压的几倍 科学抽象 理想模型 2 理想气体的特点 1 严格遵从气体实验定律 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 3 理想气体分子除碰撞外 填 有 或 无 相互作用的引力和斥力 4 理想气体分子 填 有 或 无 分子势能 内能等于所有分子热运动的动能之和 一定质量的理想气体内能只和有关 质点 温度 无 无 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 题型探究 一 气体实验定律的图像表示 气体实验定律的图像比较 例1如图8所示 是一定质量的某种气体状态变化的p v图像 气体由状态a变化到状态b的过程中 气体分子平均速率的变化情况是a 一直保持不变b 一直增大c 先减小后增大d 先增大后减小 答案 解析 图8 解析由题图可知 pava pbvb 所以a b两状态的温度相等 在同一等温线上 由于离原点越远的等温线温度越高 如图所示 所以从状态a到状态b温度应先升高后降低 分子平均速率先增大后减小 例2图9甲是一定质量的气体由状态a经过状态b变为状态c的v t图像 已知气体在状态a时的压强是1 5 105pa 答案 解析 答案200k 1 根据图像提供的信息 计算图中ta的值 2 请在图乙坐标系中 作出由状态a经过状态b变为状态c的p t图像 并在图线相应位置上标出字母a b c 如果需要计算才能确定有关坐标值 请写出计算过程 答案 解析 答案见解析图 则可画出由状态a b c的p t图像如图所示 例3下列说法正确的是a 一定质量的气体 保持温度不变 压强随体积减小而增大的微观原因是 每个分子撞击器壁的作用力增大b 一定质量的气体 保持温度不变 压强随体积增大而减少的微观原因是 单位体积内的分子数减少c 一定质量的气体 保持体积不变 压强随温度升高而增大的微观原因是 每个分子动能都增大d 一定质量的气体 保持体积不变 压强随温度升高而增大的微观原因是 分子的密度增大 二 气体实验定律的微观解释 答案 解析 解析决定气体压强大小的微观因素是分子密集程度和分子平均动能 宏观上体现在体积和温度上 若温度不变 压强随分子密度的变化而变化 a错 b对 若体积不变 压强随分子平均动能的变化而变化 c d错 气体实验定律的微观解释关键在于理解压强的微观意义 针对训练 多选 一定质量的气体 在温度不变的情况下 体积增大 压强减小 体积减小 压强增大的原因是a 体积增大后 气体分子的平均速率变小了b 体积减小后 气体分子的平均速率变大了c 体积增大后 单位体积的分子数变少了d 体积减小后 在相等的时间内 撞击到单位面积上的分子数变多了 答案 解析 解析气体分子的速率跟温度有关 温度一定时 分子的平均速率一定 a b错误 体积增大 分子密度减小 c正确 体积减小后 分子密度增加 在相等的时间内撞击到单位面积上的分子数变多 d正确 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 三 理想气体 例4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 达标检测 1 如图10所示 d a b c表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程 则下列说法正确的是a d a是一个等温过程b a b是一个等温过程c a与b的状态参量相同d b c体积减小 压强减小 温度不变 解析d a是一个等温过程 a对 a b两状态温度不同 a b的过程中不变 则体积v不变 此过程中气体的压强 温度会发生变化 b c错 b c是一个等温过程 v增大 p减小 d错 1 2 3 4 答案 解析 图10 1 2 3 4 2 多选 如图11所示 是一定质量的理想气体的三种变化过程 那么下列四种解释中 说法正确的是a a d过程气体体积增加b b d过程气体体积不变c c d过程气体体积增加d a d过程气体体积减小 答案 解析 图11 解析在p t图上的等容线是延长线过原点的直线 且体积越大 直线的斜率越小 因此 a状态对应的体积最小 c状态对应的体积最大 b d状态对应的体积相等 故a b正确 1 2 3 4 3 多选 对一定质量的气体 下列说法正确的是a 体积不变 压强增大时 气体分子的平均动能一定增大b 温度不变 压强减小时 气体的密度一定减小c 压强不变 温度降低时 气体的密度一定减小d 温度升高 压强和体积都可能不变 答案 解析 1 2 3 4 解析根据气体压强 体积 温度的关系可知 体积不变 压强增大时 气体的温度增大 气体分子的平均动能一定增大 选项a正确 温度不变 压强减小时 气体体积增大 气体的密度减小 故选项b正确 压强不变 温度降低时 体积减小 气体密度增大 故选项c错误 温度升高 压强 体积中至少有一个会发生改变 故选项d错误 1 2 3 4 4 多选 关于理想气体的性质 下列说法中正确的是a 理想气体是一种假想的物理模型 实际并不存在b 理想气体的存在是一种人为规定 它是一种严格遵守气体实验定律的气体c 一定质量的理想气体 内能增大 其温度一定升高d 氦气是液化温度最低的气体 任何情况下均可当作理想气体 答案 解析 1 2 3