高中物理 第八章 氣體 3 理想氣體的狀態(tài)方程互動(dòng)課堂學(xué)案(新人教版)選修3-3

1、3理想氣體的狀態(tài)方程互動(dòng)課堂疏導(dǎo)引導(dǎo)1.對理想氣體的理解（1）理想氣體是一種科學(xué)的抽象，是理想化的物理模型，把嚴(yán)格遵守三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體稱為理想氣體.（2）理想氣體的分子模型：分子本身的大小和它們之間的距離相比較可忽略不計(jì).分子間的距離很大，因此除碰撞外，分子間的相互作用力忽略不計(jì)，分子勢能看作零，理想氣體的內(nèi)能就等于所有分子動(dòng)能的總和.分子之間的碰撞看成彈性碰撞.（3）實(shí)際氣體在常溫常壓下可近似看成理想氣體.注：中學(xué)階段所涉及的氣體（除特別說明外）都看成理想氣體.2.理想氣體的狀態(tài)方程（1）推導(dǎo)過程首先由學(xué)生畫出上節(jié)中的p-V圖象，如圖8-3-1所示.由圖可知，AB為等溫過程，根據(jù)玻意耳定律

2、可得pAVA=pBVB 圖8-3-1從BC為等容過程，根據(jù)查量定律可得： 又TB=TA，VB=VC，聯(lián)立可得（2）上式表明，一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)1變化到另一個(gè)狀態(tài)2時(shí)，盡管其p、V、T都可能變化，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.也就是說或（C為恒量）上面兩式都叫做一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程.（3）氣體實(shí)驗(yàn)定律可看作一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程，當(dāng)m、T不變時(shí)，則為p1V1=p2V2玻意耳定律.當(dāng)m、V不變時(shí)，則為查理定律.當(dāng)m、p不變時(shí)，則為蓋呂薩克定律.3.兩個(gè)有用的推論含有密度的理想氣體狀態(tài)方程：，該方程根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程和物

3、質(zhì)密度的定義可導(dǎo)出，此式雖是從定質(zhì)量的條件下推導(dǎo)出來的，但它卻與質(zhì)量無關(guān)，可適用于任何兩部分同類氣體，方便地解決變質(zhì)量的一些問題，該式也稱為理想氣體密度方程.理想氣體狀態(tài)方程的分態(tài)式：，式中（p1、V1、T1）、（p2、V2、T2）（pn、Vn、Tn）是氣體終態(tài)的n個(gè)部分的狀態(tài)參量.該方程根據(jù)質(zhì)量守恒和克拉珀龍方程可導(dǎo)出，當(dāng)理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，如伴隨著有氣體的遷移、分裝、混合等各種情況，使用分態(tài)式會(huì)顯得特別方便.活學(xué)巧用1.關(guān)于理想氣體，下列說法中哪些是正確的（ ）A.嚴(yán)格遵守氣體三定律的氣體稱為理想氣體B.理想氣體客觀上是不存在的，它只是實(shí)際氣體在一定程度上的近似C.低溫（和室溫比較）和

4、低壓（和大氣壓比較）條件下的實(shí)際氣體都可以看成理想氣體D.和質(zhì)點(diǎn)的概念一樣，理想氣體是一種理想化的模型解析:見疏導(dǎo)引導(dǎo)1。答案:A、B、D2.如圖8-3-2所示，一個(gè)密閉的汽缸，被活塞分成體積相等的左、右兩室，汽缸壁與活塞是不導(dǎo)熱的；它們之間沒有摩擦，兩室中氣體的溫度相等.現(xiàn)利用右室中電熱絲對為室加熱一段時(shí)間，達(dá)到平衡后，左室的體積變?yōu)樵瓉淼模瑲怏w的溫度T1=300 K，求右室氣體的溫度.圖8-3-2解析：根據(jù)題意對汽缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進(jìn)行分析:左室的氣體：加熱前p0、V0、T0加熱后p1、T1右室的氣體；加熱前，p0、V0、T0加熱后p1、T2根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：=恒量左室氣體右室氣體所以所以T2=500 K答案:500 K3.房間的容積為20 m3，在溫度為7、大氣壓強(qiáng)為9.8104 Pa時(shí)，室內(nèi)空氣質(zhì)量是25 kg.當(dāng)溫度升高到27，大氣壓強(qiáng)變?yōu)?.0105 Pa時(shí)，室內(nèi)空氣的質(zhì)量是多少？解析:室內(nèi)氣體的溫度、壓強(qiáng)均發(fā)生了變化，原氣體的體積不一定再是20 m3，可能增大有氣體跑出，可能減小有氣體流入，因此仍以原25 kg氣體為研究對象，通過計(jì)算才能確定.氣體初態(tài)：p1=9.8104 Pa，V1=20 m3，T1=280 K末態(tài)：p2=1.0105 Pa，V2=？，T2=300 K由狀態(tài)方程： m3=21.0 m