解决热学理想气体变质量问题 课件高二下学期物理人教版选择性必修第三册

解决热学理想气体变质量问题从微观世界出发——打通物理与化学的底层逻辑固态(SolidState)•微观：分子有序紧密堆积，仅在平衡位置振动

•宏观：形状体积固定，硬度大

•本质：分子间作用力极强液态(LiquidState)•微观：间距稍大无序，可相对滑动移动

•宏观：无定形但有体积，具流动性

•本质：分子间作用力较弱气态(GaseousState)•微观：间距极大，高速无规则自由运动

•宏观：无定形体积，具强压缩性

•本质：分子间作用力极微弱“为什么同样是由分子构成的物质，在相同的常温常压下，形态却截然不同？”💡物理视角(What)物质状态不同，是因为其微观结构排列、分子运动方式存在差异。🧪化学本质(Why)根本原因在于分子间作用力强弱、化学键类型以及内部能量高低的差异。打破学科壁垒·统一微观视角

用同一套微观语言，打通物理热学与化学的底层逻辑分子模型的建立①固体、液体小球模型dddd因为固体和液体分子之间排列较紧密，分子间的缝隙较小，一般将固体、液体分子当成球体。设固体或液体分子的体积为V0，分子的直径为d，摩尔体积为Vm，则有一、物体是由大量分子组成的②气体立方体模型ddd立方体模型：在计算气体分子大小时，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离.即：

一、物体是由大量分子组成的常用关系式（V0为气体分子所占据空间的体积）若是气体：V0是气体分子所占空间

球体立方体

固体、液体体积决定决定气体体积物质的体积粒子数目粒子间距粒子大小化学中

决定物质体积大小的因素决定物质体积大小的因素【小结】1mol固体或液态体积不同的主要原因是：粒子大小不同1mol气体体积不同的主要原因是：分子间距离不同课堂练习1.把冰分子看成一个球体，不计冰分子之间空隙，则由冰的，冰的摩尔质量M=18g/mol，可估算得冰分子直径的数量级是（B）A.10-8mB.10-10mC.10-12mD.10-14m理想建模在用油膜法测定分子的直径时，实际上:②把分子看成球形.①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层.③油分子一个紧挨一个整齐排列;分子之间的间隙不能求出，这部分体积算进了油膜的体积中，因此该实验的误差较大，只是估算出油酸分子直径的大小。二气体实验定律和理想气体状态方程1.物理中理想气体的“三定律、一方程”PV=CT固体、液体体积决定受温度和压强影响对于粒子数相同的气体来说，如果温度和压强相同，则微粒间的平均距离基本相同，体积也就相同。★实验证明：同温同压时，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等，故同温同压时，1mol气体的体积几乎相等。物质的体积粒子数目粒子大小粒子间距T升高，

P增大，气体体积变大气体体积变小决定气体体积2.化学中气体的摩尔体积标准状况下的气体摩尔体积示意图22.4L(标准状况）6.02×1023分子特例：标准状况下：Vm=22.4L/mol条件：对象：物质的量：数值：要点标准状况1mol约为22.4L/mol任何气体（包括混合气体）温度（0℃、273K）．压强（101KPa、1.01×105Pa)02气体摩尔体积A.气体摩尔体积1.概念：单位物质的量的气体所占有的体积叫气体摩尔体积。（可理解成1mol气体的体积。）2.符号：Vm3.公式：4.常用单位：（L/mol或L·mol-1）02气体摩尔体积Vm=Vn______5.注意事项（1）适用范围：气态物质，可以是单一气体，也可是混合气体，注意混合气体之间不能发生反应。（2）物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4L·mol－1进行计算。（3）1mol气体在非标准状况下的体积，可能是22.4L，也可能不是22.4L。（4）标况下不是气体的常见物质：H2O、SO3、酒精、CCl4、苯、HF等。02气体摩尔体积A、气体摩尔体积1.概念：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，对固体和液体不适用。2.适用范围：P为压强，V为体积，n为物质的量，T为温度，R为常数理想气体方程式：PV=nRTB、阿伏伽德罗定律03阿伏伽德罗定律从PV=nRT可以得出：P、V、n、T四个变量中，如果固定其中两个变量的值，另两个变量会怎样？另两个一定成比例！例1．一水杯的杯口横截面积为20cm²，杯盖重力为0.4N，在温度为27℃的室内将杯盖盖上，杯盖和杯口间由于有少量水，使杯内封闭了一定质量的气体。已知大气压强为1.0×10⁵Pa，室外温度12℃。求：(1)如果将杯拿到室外竖直放置一段时间达到热平衡后，杯内气体压强为多少？至少需要多大的力可以将杯盖向上取走？

(2)在室外将杯盖打开，稳定后杯内气体与原来在室内时杯内气体质量的比是多少？

例2为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液。如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为，护士用注射器将体积为0.04mL、压强为的气体注入药瓶（瓶内外温度相同且始终保持不变，气体视为理想气体），求：（1）此时药瓶内气体的压强。（2）若再次将体积为0.04mL、压强为的气体注入药瓶，此时药瓶内气体的压强。(多选)(2024·新课标卷)如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是A.1→2过程中，气体内能增加B.2→3过程中，气体向外放热C.3→4过程中，气体内能不变D.4→1过程中，气体向外放热例7√√化学反

应

热1.体系与环境以盐酸与NaOH溶液的反应为例环境体系T2

＞T1T2T1体系与环境之间存在_______交换。能量因温度不同，热传递化学反

应

热2.反应热：等温条件下，化学反应体系向环境释放或吸收的热量,称为化学反应的热效应，简称反应热。量热计简易量热计示意图如何测定反应放出的热量？反应前后体系的温度相等许多反应热可以通过量热计直接测定。在反应前后,如果环境的温度没有变化,则反应放出的热量就会使体系的温度升高,这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。