物理選修3-3課堂互動(dòng)第八章3理想氣體的狀態(tài)方程含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂互動(dòng)三點(diǎn)剖析1.理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體是一種理想化的模型，是對(duì)實(shí)質(zhì)氣體的科學(xué)抽象.從宏觀上講，嚴(yán)格依照氣體實(shí)驗(yàn)三定律的氣體為理想氣體。氣體三定律都是在壓強(qiáng)不太大(相對(duì)大氣壓強(qiáng))，溫度不太低(相對(duì)室溫)的條件下適用.（2）理想氣體狀態(tài)方程:p1V1p2V2也許pVT1T2T

=恒量C(恒量C僅由氣體的種類和質(zhì)量決定).2.理想氣體狀方程的導(dǎo)出和應(yīng)用1)導(dǎo)出設(shè)必然質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)1(P1V1T1)變化到狀態(tài)2（P2V2T2）設(shè)定中間狀態(tài)C。P1V1T1→PCV2T1→P2V2T2則據(jù)玻意耳定律和查理定律得。P1V1=PCV2pCP2T1T2消去PC得P1V1P2V2T1T2（2)解題思路明確必然質(zhì)量的理想氣體，找出氣體的初末狀態(tài)的狀態(tài)參量；運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程列出方程。注意單位一致，及檢驗(yàn)答案可否合理.3。氣體連接體問題在涉及到兩部分或多部分氣體時(shí)，第一要以各部氣體為研究對(duì)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精象.分別確定狀態(tài)參量.再依照幾部分氣體的分開特點(diǎn)確定各部分氣體狀態(tài)參量間的關(guān)系分別對(duì)各部分氣體列出理想氣體的狀態(tài)方程。若為變質(zhì)量問題,應(yīng)進(jìn)行變換，變?yōu)槎ㄙ|(zhì)量問題求解。各個(gè)擊破【例1】湖底的溫度為4℃,有一球形氣泡，當(dāng)它從湖底升到水面時(shí),其直徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，若水面溫度?7℃，壓強(qiáng)為75cmHg，求3湖的深度?(不計(jì)水密度的變化和水的汽化，水銀密度ρ=13.6×10kg/m3，g=10m/s2。剖析：以球內(nèi)的氣體為研究對(duì)象P0=ρgH=1.02×510Pa初狀態(tài)：P1=P0+ρ水ghV1=VT1=273+4末狀態(tài):P2=P0V2=4VT2=273+27由理想氣體狀態(tài)方程得：答案：水深h=26。7m

P1V1P2V2，代入數(shù)據(jù)，解得:h=26。7mT1T2類題演練如圖8—3—1所示，裝有水銀的細(xì)U形管與巨大的密封氣罐A相連,左端關(guān)閉有一段空氣柱，在氣溫為-23℃,空氣柱長(zhǎng)為62cm,右端水銀面比左端低40cm，當(dāng)氣溫升到27℃時(shí)，U形管兩邊高度差增添了4cm，則氣罐內(nèi)氣體在—23℃時(shí)的壓強(qiáng)為_________cmHg。學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精圖8-3—1剖析：因氣罐體積大，與細(xì)U形管對(duì)照，能夠?yàn)闋顟B(tài)發(fā)生變化時(shí)氣體體積是不變的。氣罐中的氣體在T1=273K-23K=250K時(shí)，壓強(qiáng)為p1，當(dāng)溫度升到27℃即T2=300K時(shí)壓強(qiáng)為p2，依照查理定律p1p2，有：2=6p1T1T2p5以左邊的細(xì)管中的氣柱為研究對(duì)象T′1=250K，p′1=p1—40，V′=62S，當(dāng)T′2=300K時(shí)，p′=p－44,V′=（62-2）S=60·S12224依照理想氣體狀態(tài)方程p1V1p2V2代入數(shù)據(jù)(p140)62S(p244)60ST1T2250300整理后得：31p1-25p2=140，將p2=6p1代入5解得p1=140cmHg答案：140【例2】一個(gè)密閉的氣缸，被活賽分成體積相等的左右兩室，氣缸壁與活塞是不導(dǎo)熱的，它們之間沒有摩擦.兩室中氣體溫度相等,如圖8—3—2所示?，F(xiàn)利用右室的電熱絲對(duì)右室中的氣體加熱一段時(shí)間。達(dá)到平衡后，左室的體積變?yōu)樵瓉眢w積的3，氣體溫度T1=300K。4求右室氣體的溫度。圖8—3—2學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精剖析：設(shè)加熱前，左室氣體的體積為V0，溫度為T0，壓強(qiáng)為p0；加熱后，氣體體積為V1，溫度為T1，壓強(qiáng)為p1,則有p1V1p0V0T1T0由題意知，加熱前右室氣體的體積、壓強(qiáng)和溫度也分別為V0、p0和T0。若加熱后變?yōu)閂2、p1和T2，則有p2V2p2V0T2T0由題意知:p1=p2,V1=3V0，V2=V0+1V0＝5V0。444代入①②式解得T2=5T1=5×300K=500K。33答案：右室氣體的溫度為500K?！纠?】如圖8—3-3是打氣機(jī)模型，K1、K2是閥門，活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí),K1關(guān)閉，K2打開，氣室B內(nèi)氣體被打入容器A內(nèi)；活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí),K1開啟，K2關(guān)閉，A內(nèi)氣體被關(guān)閉，而外界氣體經(jīng)過K1進(jìn)入B內(nèi),以此往返，氣體不斷被充入A內(nèi).設(shè)用此打氣機(jī)每次能將壓強(qiáng)為p0、體積為V0的空氣打入容積為V的容器A內(nèi)，且打氣過程中氣體溫度不變,則打了n次后,容器A內(nèi)氣體的壓強(qiáng)PA=__________。(打氣前容器A內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p,溫度與外界氣體溫度相等）學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精圖8-3—