高中物理 第八章 气体 3 理想气体的状态方程课件 新人教选修3-3

1、第八章3理想气体的状态方程*学习目标1.了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件.2.掌握理想气体状态方程，知道理想气体状态方程的推导过程.3.能利用理想气体状态方程分析解决实际问题.内容索引知识探究题型探究达标检测知识探究一、理想气体一、理想气体导学探究导学探究(1)理想气体有哪些特点？答案答案严格遵从气体实验定律；理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，无分子势能.答案答案答案实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当做理想气体处理.(2)实际气体符合什么条件时可看做理想气体？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

2、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.知识梳理知识梳理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.无质点无温度如图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

3、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.二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程图1答案答案答案从AB为等温变化过程，根据玻意耳定律可得pAVApBVB 从BC为等容变化过程，根据查理定律可得 由题意可知：TATB VBVC 联立式可得 .1.理想气体的状态方程一定质量的某种理想气体，由初状态(p1、V1、T1)变化到末状态(p2、V2、T2)时，各量满足： .2.气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例(1)当T1T2时， (玻意耳定律)(2)当V1V2时， (查理定律)(3)当p1p2时， (盖吕

4、萨克定律)知识梳理知识梳理p1V1p2V2题型探究应用理想气体状态方程解题的一般思路(1)确定研究对象，即一定质量的理想气体.(2)确定气体的初、末状态参量p1、V1、T1和p2、V2、T2，并注意单位的统一.(3)由状态方程列式求解.(4)讨论结果的合理性.一、理想气体状态方程的基本应用例例1如图2所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t131 ，大气压强p076 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L18 cm，则当温度t2是多少时，左管气柱L2为9 cm?答案答案78 答案解析图2解析解析初状态：p1p076 cmHg，V1L1S8 cmS，T1304 K；末状态：

5、p2p02 cmHg78 cmHg，V2L2S9 cmS，T2？代入数据得：解得：T2351 K，则t2(351273) 78 .例例2如图3所示，一汽缸竖直放置，横截面积S50 cm2，质量m10 kg的活塞将一定质量的气体封闭在缸内，气体柱长h015 cm，活塞用销子销住，缸内气体的压强p12.4105 Pa，温度177 .现拔去活塞销K(不漏气)，不计活塞与汽缸壁的摩擦.当活塞速度达到最大时，缸内气体的温度为57 ，外界大气压为p01.0105 Pa.g10 m/s2，求此时气体柱的长度h.图3答案答案22 cm答案解析解析解析当活塞速度达到最大时，气体受力平衡解得：h22 cm.理想气

6、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.总结提升总结提升名称图象特点其他图象等温线pVpVCT(C为常量)，即pV之积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远pp ，斜率kCT，即斜率越大，对应的温度越高二、理想气体的图象问题等容线pTp T，斜率k ，斜率k ，即斜率越大，对应的体积越小等压线VTV T，斜率k ，即斜率越大，对应的压强越小A.ab过程中，气体体积增大，压强减小B.bc过程中，气体压强不变，体积增大C.ca过程中，气体压强增大，体积变小D.ca过程中，气体内能增大，体积变小图4

7、例例3一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图4所示，下列说法中正确的是解析解析由题图知ab为等温膨胀过程，bc为等压收缩过程，ca为等容升压过程，所以A选项正确.答案解析(1)已知气体在状态A的温度TA300 K，则气体在状态B、C和D的温度分别是：TB K，TC K，TD K.图5例例4使一定质量的理想气体的状态按图5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的一部分.答案解析600600300解析解析从pV图象中可以直观地看出，气体在A、B、C、D各状态下压强和体积分别为pA4 atm，pB4 atm，pC2 atm，pD2 atm，VA10 L，VC40 L，V

8、D20 L.由题意知B到C是等温变化，所以TBTC600 K.答案答案见解析图(2)将上述变化过程在图乙VT坐标系中表示出来，标明A、B、C、D四点，并用箭头表示变化方向.答案解析解析解析由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有pBVBpCVC，得在VT坐标系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.(理想气体状态方程的基本应用)一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是123答案解析A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终不变D.先增大后减小2.(理想气体的图象问题)如图6所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强答案图61233.(理想气体状态方程的基本应用)某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当氢气球升高到1 600 m时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气