物理（人教版選修33）課件第8章第3節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程

第八章氣體第三節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程1．了解理想氣體的模型，并知道實(shí)際氣體在什么情況下可以看成理想氣體．2．能夠從氣體定律推出理想氣體的狀態(tài)方程．3．掌握理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容和表達(dá)式，并能應(yīng)用方程解決實(shí)際問(wèn)題．4．通過(guò)由氣體的實(shí)驗(yàn)定律推出理想氣體的狀態(tài)方程，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和抽象思維能力．一、理想氣體1．為了研究問(wèn)題的方便，可以設(shè)想一種氣體，在任何________、任何________下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律，我們把這樣的氣體叫做理想氣體．2．理想氣體是不存在的，它是實(shí)際氣體在一定程度的近似，是一種理想化的模型．3．理想氣體分子間，除碰撞外無(wú)其他作用力，從能量上看，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由_________決定．

溫度壓強(qiáng)溫度二、理想氣體的狀態(tài)方程1．內(nèi)容：一定質(zhì)量的理想氣體，在從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變．2．方程：_____________

，_____________.3．推論(1)一定質(zhì)量的理想氣體，在狀態(tài)變化過(guò)程中，三個(gè)狀態(tài)參量保持某一個(gè)參量不變時(shí)，就可以從理想氣體狀態(tài)方程分別得到________________________________________.(2)根據(jù)氣體的密度ρ＝m/V，可以得到氣體的密度公式：_____________.4．適用條件：_____________，_____________.5．注意方程中各物理量的單位，溫度必須用__________，公式兩邊中p和V單位必須________，但不一定是國(guó)際單位．玻意耳定律、查理定律和蓋—呂薩克定律理想氣體質(zhì)量一定熱力學(xué)溫度統(tǒng)一一、理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用1．理想氣體的理解(1)理想氣體是一種理想化模型，是對(duì)實(shí)際氣體的科學(xué)抽象．(2)實(shí)際氣體，特別是那些不容易液化的氣體，如氫氣、氧氣、氮?dú)?、氦氣等，在壓?qiáng)不太大(不超過(guò)大氣壓的幾倍)，溫度不太低(不低于零下幾十?dāng)z氏度)時(shí)，可以近似地視為理想氣體．(3)在微觀意義上，理想氣體分子本身大小與分子間的距離相比可以忽略不計(jì)，分子間不存在相互作用的引力和斥力，所以理想氣體的分子勢(shì)能為零，理想氣體的內(nèi)能等于分子的總動(dòng)能．(4)從能量上看，理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，所以其狀態(tài)無(wú)論怎么變化都沒(méi)有分子力做功，即沒(méi)有分子勢(shì)能的變化，于是理想氣體的內(nèi)能只有分子動(dòng)能，即一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定．注意：題目中無(wú)特別說(shuō)明時(shí)，一般都可將氣體作為理想氣體來(lái)處理．2．理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律3．應(yīng)用狀態(tài)方程解的題一般步驟(1)明確研究對(duì)象，即一定質(zhì)量的理想氣體；(2)確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由狀態(tài)方程列式求解；(4)討論結(jié)果的合理性．二、理想氣體狀態(tài)變化的圖象1．一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化圖象與特點(diǎn)2.一般狀態(tài)變化圖象的處理方法

一個(gè)半徑為0.1cm的氣泡，從18m深的湖底上升．如果湖底水的溫度是8℃，湖面的溫度是24℃，湖面的大氣壓強(qiáng)是76cmHg，那么氣泡升至湖面時(shí)體積是多少？一、理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用答案：0.012cm31.鋼筒內(nèi)裝有3kg氣體，當(dāng)溫度為－23℃時(shí)，壓強(qiáng)為4atm，如果用掉1kg氣體后溫度升高到27℃，則筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)是多少？答案：3.2atm

用釘子固定的活塞把容器分成A、B兩部分，其容積之比VA∶VB＝2∶1，如圖所示，起初A中空氣溫度為127℃、壓強(qiáng)為1.8×105Pa，B中空氣溫度為27℃，壓強(qiáng)為1.2×105Pa.拔去釘子，使活塞可以無(wú)摩擦地移動(dòng)但不漏氣，由于容器壁緩慢導(dǎo)熱，最后都變成室溫27℃，活塞也停住，求最后A、B中氣體的壓強(qiáng)．二、相關(guān)聯(lián)氣體的分析思路點(diǎn)撥：對(duì)相互關(guān)聯(lián)的氣體，解題的關(guān)鍵是找出它們的聯(lián)系點(diǎn)．解析：對(duì)A中氣體，初態(tài)：pA＝1.8×105Pa，VA＝？TA＝(273＋127)K＝400K.末態(tài)：pA′＝？VA′＝？TA′＝(273＋27)K＝300K又VA＋VB＝VA′＋VB′，VA∶VB＝2∶1，pA′＝pB′由以上各式得pA′＝pB′＝1.3×105Pa.答案：同為1.3×105Pa

對(duì)于涉及兩部分氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題，解題時(shí)應(yīng)分別對(duì)兩部分氣體進(jìn)行研究，找出它們之間的相關(guān)條件——體積關(guān)系、壓強(qiáng)關(guān)系，然后列式求解．解析：對(duì)于A氣體：初狀態(tài)：pA＝p，VA，TA＝(127＋273)K＝400K；末狀態(tài)：pA′＝p′，TA′＝T，VA′對(duì)于B氣體：初狀態(tài)：pB＝p，VB＝2VA，TB＝(207＋273)K＝480K；末狀態(tài)：pB′＝p′，TB′＝T，VB′又VA＋VB＝VA′＋VB′

使一定質(zhì)量的理想氣體按圖甲中箭頭所示的順序變化，圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線．三、理想氣體狀態(tài)變化的圖象問(wèn)題(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA＝300K，求氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多少．(2)將上述狀態(tài)變化過(guò)程在圖乙中畫成用體積V和溫度T表示的圖線(圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，并且要畫箭頭表示變化的方向)．且說(shuō)明每段圖線各表示什么過(guò)程．答案：(1)TB＝TC＝600K，TD＝300K(2)AB是等壓膨脹過(guò)程，BC是等溫膨脹過(guò)程，CD是等壓壓縮過(guò)程3.圖中A、B兩點(diǎn)，代表一定質(zhì)量理想氣體的兩個(gè)不同