理想氣體的狀態(tài)方程和圖像問題(復習)

1、2.4 理想氣體的狀態(tài)方程應用 理想氣體的狀態(tài)圖像分析一、對“理想氣體”的理解1宏觀上理想氣體是嚴格遵從氣體實驗定律的氣體，它是一種理想化模型，是對實際氣體的科學抽象2微觀上(1)理想氣體分子本身的大小可以忽略不計，分子可視為質(zhì)點(2)理想氣體分子除碰撞外，無相互作用的引力和斥力，故無分子勢能，理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運動動能之和，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)【特別提醒】(1)一些不易液化的氣體，如氫氣、氧氣、氮氣、氦氣、空氣等，在通常溫度、壓強下，它們的性質(zhì)很近似于理想氣體，把它們看作理想氣體處理(2)對一定質(zhì)量的理想氣體來說，當溫度升高時，其內(nèi)能增大關(guān)于關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說

2、法中正確的是理想氣體的性質(zhì)，下列說法中正確的是()A理想氣體是一種假想的物理模型，實際并不理想氣體是一種假想的物理模型，實際并不存在存在B理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種嚴格遵守氣體實驗定律的氣體嚴格遵守氣體實驗定律的氣體C一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增大，其溫度一一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增大，其溫度一定升高定升高D氦是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可氦是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可視為理想氣體視為理想氣體解析：答案：ABC選項選項個性分析個性分析A、B正正確確理想氣體是在研究氣體性質(zhì)的過程中建立的一種理想氣體是在研究氣體性質(zhì)的過程中建立的一種理

3、想化模型，現(xiàn)實中并不存在，其具備的特性均理想化模型，現(xiàn)實中并不存在，其具備的特性均是人為規(guī)定的是人為規(guī)定的C正確正確對于理想氣體，分子間的相互作用力可忽略不計，對于理想氣體，分子間的相互作用力可忽略不計，也就沒有分子勢能，其內(nèi)能的變化即為分子動能也就沒有分子勢能，其內(nèi)能的變化即為分子動能的變化，宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化的變化，宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化D錯誤錯誤實際的不易液化的氣體，只有在溫度不太低、壓實際的不易液化的氣體，只有在溫度不太低、壓強不太大的條件下才可當成理想氣體，在壓強很強不太大的條件下才可當成理想氣體，在壓強很大和溫度很低的情況下，分子的大小和分子間的大和溫度很低的情況下，分子的大小

4、和分子間的相互作用力不能忽略相互作用力不能忽略【反思總結(jié)】對物理模型的認識，既要弄清其理想化條件的規(guī)定，又要抓住實際問題的本質(zhì)特征，忽略次要因素，運用理想化模型知識規(guī)律，分析解決問題二、一定質(zhì)量的理想氣體不同圖象的比較二、一定質(zhì)量的理想氣體不同圖象的比較 一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強是的壓強是2104 Pa.(1)求狀態(tài)求狀態(tài)A的壓強的壓強(2)請在圖乙中畫出該狀態(tài)變化過程的請在圖乙中畫出該狀態(tài)變化過程的pT圖象，圖象，并分別標出并分別標出A、B、C、D各個狀態(tài)，不要求寫出各個狀態(tài)，

5、不要求寫出計算過程計算過程 答案：答案：(1)4104 Pa(2)如解析圖如解析圖 一定質(zhì)量的理想氣體，處在某一狀態(tài)，經(jīng)下列哪個過程后會回到原來的溫度()A先保持壓強不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強B先保持壓強不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強C先保持體積不變而增大壓強，接著保持壓強不變而使它的體積膨脹D先保持體積不變而減小壓強，接著保持壓強不變而使它的體積膨脹選項D，先V不變p減小，則T降低；再p不變V增大，則T升高；可能實現(xiàn)回到初始溫度綜上所述，正確的選項為A、D.解法二：由于此題要經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后回到初始溫度，所以先在pV坐標中畫出等溫變化圖線如圖，然后

6、在圖線上任選中間一點代表初始狀態(tài)，根據(jù)各個選項中的過程畫出圖線，如圖所示，從圖線的發(fā)展趨勢來看，有可能與原來的等溫線相交說明經(jīng)過變化后可能回到原來的溫度選項A、D正確 答案：AD 答案：BC 如圖甲所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，如圖甲所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計，在活塞厚度不計，在A、B兩處設有限制裝置，使活兩處設有限制裝置，使活塞只能在塞只能在A、B之間運動，之間運動，B左面汽缸的容積為左面汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為之間的容積為0.1V0.開始時活塞在開始時活塞在B處，缸處，缸內(nèi)氣體的壓強為內(nèi)氣體的壓強為0.9p0(p0為大氣壓強為大氣壓強)，溫度為，溫度為297 K

7、，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至399.3 K求：求：(1)活塞剛離開活塞剛離開B處時的溫度處時的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強缸內(nèi)氣體最后的壓強p；(3)在圖乙中畫出整個過程的在圖乙中畫出整個過程的pV圖線圖線(1)活塞剛離開活塞剛離開B處時的溫度處時的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強缸內(nèi)氣體最后的壓強p；(3)在圖乙中畫出整個過程的在圖乙中畫出整個過程的pV圖線圖線答案：答案：(1)330 K(2)1.1p0 (3)如圖所示如圖所示 【反思總結(jié)】應用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般思路(1)(1)確定研究對象確定研究對象( (某一部分氣體某一部分氣體) )，明確氣體

8、所，明確氣體所處系統(tǒng)的力學狀態(tài)處系統(tǒng)的力學狀態(tài)(2)(2)弄清氣體狀態(tài)的變化過程弄清氣體狀態(tài)的變化過程(3)(3)確定氣體的初、末狀態(tài)及其狀態(tài)參量，并注確定氣體的初、末狀態(tài)及其狀態(tài)參量，并注意單位的統(tǒng)一意單位的統(tǒng)一(4)(4)根據(jù)題意，選用適當?shù)臍怏w狀態(tài)方程求根據(jù)題意，選用適當?shù)臍怏w狀態(tài)方程求解解若非純熱學問題，還要綜合應用力學等有若非純熱學問題，還要綜合應用力學等有關(guān)知識列輔助方程關(guān)知識列輔助方程(5)(5)分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義【跟蹤發(fā)散】如圖中，圓筒形容器內(nèi)的彈如圖中，圓筒形容器內(nèi)的彈簧下端掛一個不計重力的活塞，活塞與簧下端掛一個不計重力

9、的活塞，活塞與筒壁間的摩擦不計，活塞上面為真空，筒壁間的摩擦不計，活塞上面為真空，當彈簧自然長度時，活塞剛好能觸及容當彈簧自然長度時，活塞剛好能觸及容器底部，如果在活塞下面器底部，如果在活塞下面充入充入t127 的一定質(zhì)量某種氣體，則活塞下面氣體的一定質(zhì)量某種氣體，則活塞下面氣體的長度的長度h30 cm，問溫度升高到，問溫度升高到t290 時氣柱的長度為多少？時氣柱的長度為多少？ 答案：33 cm 用釘子固定的活塞把容器分成用釘子固定的活塞把容器分成A、B兩兩部分部分,其其容積之比容積之比VAVB=21，如圖所，如圖所示示,起起初初A中中空氣溫度為空氣溫度為127 壓強壓強為為1.8105 P

10、a，B中中空氣溫度為空氣溫度為27 ，壓強為，壓強為1.2105 Pa.拔拔去釘子，使活塞可以無摩擦地移動但不漏氣，去釘子，使活塞可以無摩擦地移動但不漏氣，由于容器壁緩慢導熱，最后都變成室溫由于容器壁緩慢導熱，最后都變成室溫27 ，活塞也停住，求最后活塞也停住，求最后A、B中氣體的壓強中氣體的壓強思路點撥： 答案：1.3105 Pa答案：500 K 1(2012江蘇卷，12A)為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強氣體下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p p和體積

11、和體積V V關(guān)系的是關(guān)系的是_2 2如圖所示，如圖所示，A A、B B兩點代表一定質(zhì)量理想氣體兩點代表一定質(zhì)量理想氣體的兩個不同的狀態(tài)，狀態(tài)的兩個不同的狀態(tài)，狀態(tài)A A的溫度為的溫度為T TA A，狀態(tài)，狀態(tài)B B的的溫度為溫度為T TB B. .由圖可知由圖可知( () )ATA2TB BTB4TACTB6TA DTB8TA 答案：C3 3向固定容器內(nèi)充氣，當氣體壓強為向固定容器內(nèi)充氣，當氣體壓強為p p、溫度、溫度為為27 27 時氣體的密度為時氣體的密度為，當溫度為，當溫度為327 327 、氣體壓強氣體壓強1.51.5p p時，氣體的密度為時，氣體的密度為( () )A A0.250.25 B B0.50.5C C0.750.75 D D 答案：答案：C4.4.一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)A A開始，開始，按圖中箭頭所示的方向進行了一系列狀態(tài)變化，按圖中箭頭所示的方向進行了一系列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)最后又回到初始狀態(tài)A A，即，即A AB BC CA A( (其中其中BCBC與縱軸平行，與縱軸平行，CACA與橫軸平行與橫軸平