人教版物理选修3-3同步导学精品课件：第八章气体第3节

1、选修33人教版第八章气体第三节理楓毛体的状态方程。学习目标了解理想气体模型探掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题O知识导图k.理想气体推广丽理想气体的状态方程理想气体状态变化图线1一课前预习2课探究3素养提升4课堂达标5课时作业知识点 1 理想气体在 任何 温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体。 2.理想气体与实际气体温度不太低气体压强不太大条件01知识点2血蜩話證通违慕1.内容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p、V、IIIT都可能改变，但是压强跟 体积 的乘积与热力学温度的 比值 保持不变。2表达式3.适用条件一定质量的理想气体。

2、预习反馈判一判(I) 实际气体在温度不太高，压强不太大的情况下，可看成理想气体。(X )(2) 能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解。(X )(3) 对于不同的理想气体，其状态方程字=C(恒量)中的恒量C相同。(X )(4) 一定质量的理想气体压强增大到原来的2倍，可能是体积不变，热力学温度也增大到原来的2倍。)(5) 在应用理想气体状态方程时，所有物理量的单位都必须使用国际单位制中的单位。(X )选一选（多选）下列过程可能发生的是（） A.气体的温度变化，但压强、体积保持不变 B.气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化 C.气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化

3、D.气体的温度、压强、体积都发生变化解析：p、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量 恒定；也可以三个量同时发生变化；一个量变化的情况是 不存在的，故C、D选项正确。如图所示，某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气 体在口腔中的温度为37°C,压强为1.1标准大气压，吹岀后的肥皂泡体积为0.5L,温度为0°C,压强近似等于1标准大体积是P2V2T1 1X0.5X310匕弋訝=1.1X273 E52L答案：0.52LXz 昇、no o课内探究探究一理想气体及其状态方程S思考讨论41i kao Lio lim教科书推导理想气体状态方程的过程中先经历了等温变化 再经历等容变化。

4、 (1)表示始末状态参量的关系与中间过程有关吗？ (2)理想气体状态方程的推导过程有几种组合方式？提示：无关(2)6种C归纳总结:iii iici zong jie 1.理想气体含义为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压 强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理想气 体。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2.理想气体的状态方程（1）理想气体状态方程与气体实验定律丛一必（查理定律）=g（盖吕萨克定律）（2）推论根据气体的密度严务可得气体的密度公式适用条件：温度不太低（与常温比较）、压强不太大（与大气压比较）。T! = T

5、2时，P1Vj=P2V2（玻意耳定律） ”1 =匕时，J1】一巧 P1=P2 时，£ (3)应用状态方程解题的一般步骤明确研究对象，即一定质量的理想气体；确定气体在始末状态的参量Pi、珀及卩2、由状态方程列式求解；讨论结果的合理性。1!特别提醒：(1)理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化的模型。“理想气体”如同力学中的“质点”、“弹簧振子” 一样，是一种理想的物理 模型。 (2)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“和V单位必须统一，但不一定是国际单位。 (3)在涉及到气体的内能、分子势能问题中要特别注意是否 为理想气体，在涉及气体的状

6、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是否满足一定质量。典例1一水银气压计中混进了空气，因而在27°C,外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的 读数为738mmHg,此时管中水银 面距管顶80mm,当温度降至一3°C时，这个气压计的读数为7籍|語Ig（,i）劉狀帼罅际痫麟販压强之和等于大气压强o各状态参量，明确哪些量已知，哪些量未知，然后列方程求解。解析=取水银气压计内空气柱为研究对象。初状态: p1 = (758738)mmHg=20mmHg,Vx=80Smm3(S是管的横截面积)71!=(273+27)K=300K末状态：P2=P743m

7、mHg(p-743)X75S270V2=(738+80)Smm3 一743Smm3=75Smn? r2=273K+(-3)K=270K根据理想气体的状态方程需鼻吉得')爲°5答案：762.2mmHg解得：p=7622mmHg对点训练1如果病人在静脉输液时，不慎将5mL的空 气柱输入体内，会造成空气栓塞，致使病人死亡。设空气 柱在输入体内前的压强为760mmHg,温度为27°C,人的血 压为120/80mmHg，试估算空气柱到达心脏处时，在收缩 压和扩张压两种状态下，空气柱的体积分别为多少？ 褊F事珂翻初状箱覆里LPo=76OmmHg, %=5mL, T0=300Ko

8、它在体内收缩压时的状态参量:P! = 120mmHg, 7=310K。 由理想气体状态方程：畔h PoVoTi 760X5X310PiTo得匕弋討=300X120皿32加L。它在体内扩张压时的状态参量:P2=80mmHg, T2=310Ko由理想气体状态方程： 喘強2,300 X 80760X5X310mL49lmL探究二 理想气体状态变化的图象0V2 V丫思考讨论:.2i kao tao lun如图所示，1、2、3为p V图中一定量理想气体的三 种状态，该理想气体由状态1经过程1-*3->2到达状态2O 试利用气体实验定律证明：号?证明：由题图可知1-3是气体等压过程, 据盖吕萨克定律

9、有:弟今3-2是等容过程，据查理定律有:c归纳总结洛iti iki zong jie 一定质量的理想气体的各种图象0/宀1P-TP=£t,斜率吃=¥，即斜率越大，体积越小/叫1FF01A TV产匕V/IV-TCJ；V=-T,斜率即斜率越大，压强越小# 1pP"1» tXXOP2<P典例剖析iiUi li puii xi 涯 使一定质量的理想气体按图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。已知气体在状态4的温度7； = 300K,求气体在状态3、C 和D的温度各是多少？ (2)将上述状态变化过程在图乙中画成体积V和温度T表示

10、 的图线(图中要标明4、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。甲乙解题指导：用图象表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明确等优点，另外，利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，会 给解题带来很大的方便。解析：P-V图中直观地看出，气体在4、B、c、D各状态下压强和体积为Ei = 10L, PA=4atm, pB=4atm, /?c=2atm, pn=2atm, Vc=40L, Vn=20Lo(1)根据理想气体状态方程PaYa=P_PdVd -r>a ” _PcVc 2X40Ta 一 Tc 一 Td，可得兀=我几=石市X300K=

11、600K,"聪斫號X300K=300K,由题意 Df=600K。="c，得。晋，在V-T图上状态变/CDZB/AV/L5040302010300600 77K(2)由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有pBVB化过程的图线由A、C、D各状态依次连接(如图)，是 等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程。对点训练2如图甲所示,一定质量理想气体的状态 沿1 - 2-3 -1的顺序作循环 变化，若用V-Tp-V图 象表示这一循环，乙图中表 示可能正确的选项是（D ）解析：在一T图象中1-2过 原点，所以1-2为等容过程 ,体积不变，而从23气体 的压强不变，温度降

12、低， 3-1为等温过程，D正确。p/T 0PAP0D乙相关联的爼体问題应用理想气体状态方程解决两部分气体相关联的问题时， 要注意： (1)要把两部分气体分开看待，分别对每一部分气体分析初 、末状态的、V、T情况，分别列出相应的方程(应用相应 的定律、规律)，切不可将两部分气体视为两种状态； (2)要找出两部分气体之间的联系，如总体积不变，平衡时 压强相等，等等。解题时需要注意的是： (1)注意方程中各物理量的单位，T必须是热力学温度，公案例用钉子固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VA : Vb=2 : 1,如图所示，起初A中空气温度为127°C.III压强为1.8X105Pa, B中空气温度为27°C、压强为1.2X105Pao 拔去钉子，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器壁缓慢 导热，A. B中空气温度最后都变成室温27°C,活塞也停住，求 最后A、B中气体的压强。解析：对A部分气体 初态：pA = l-8X105Pa,匕i=2匕 7=400K末态：Pa' =?，K? =?，Ta' =300K由理想气体状态