高二物理理想氣體的狀態(tài)方程課件

3.理想氣體的狀態(tài)方程一、理想氣體1．定義：在任何溫度任何

下都嚴(yán)格遵從三個(gè)

的氣體．2．理想氣體與實(shí)際氣體定律壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)二、理想氣體的狀態(tài)方程1．內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從一個(gè)狀態(tài)(p1、V1、T1)變化到另一個(gè)狀態(tài)(p2、V2、T2)時(shí)，盡管p、V、T都可能改變，但是

跟體積(V)的乘積與

的比值保持不變．壓強(qiáng)(p)溫度(T)完全免費(fèi),無(wú)需注冊(cè),天天更新！一、對(duì)“理想氣體”的理解1．宏觀上理想氣體是嚴(yán)格遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，它是一種理想化模型，是對(duì)實(shí)際氣體的科學(xué)抽象．2．微觀上(1)理想氣體分子本身的大小可以忽略不計(jì)，分子可視為質(zhì)點(diǎn)．(2)理想氣體分子除碰撞外，無(wú)相互作用的引力和斥力，故無(wú)分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)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?dú)狻⒑?、空氣等，在通常溫度、壓?qiáng)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(duì)一定質(zhì)量的理想氣體來(lái)說(shuō)，當(dāng)溫度升高時(shí)，其內(nèi)能增大．解析：

答案：

ABC選項(xiàng)個(gè)性分析A、B正確理想氣體是在研究氣體性質(zhì)的過(guò)程中建立的一種理想化模型，現(xiàn)實(shí)中并不存在，其具備的特性均是人為規(guī)定的C正確對(duì)于理想氣體，分子間的相互作用力可忽略不計(jì)，也就沒(méi)有分子勢(shì)能，其內(nèi)能的變化即為分子動(dòng)能的變化，宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化D錯(cuò)誤實(shí)際的不易液化的氣體，只有在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的條件下才可當(dāng)成理想氣體，在壓強(qiáng)很大和溫度很低的情況下，分子的大小和分子間的相互作用力不能忽略二、理想氣體狀態(tài)方程的推導(dǎo)一定質(zhì)量的某種理想氣體由初態(tài)(p1、V1、T1)變化到末態(tài)(p2、V2、T2)，因氣體遵從三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律，我們可以從三個(gè)定律中任意選取其中兩個(gè)，通過(guò)一個(gè)中間狀態(tài)，建立兩個(gè)方程，解方程消去中間狀態(tài)參量便可得到理想氣體狀態(tài)方程．組合方式有6種，如圖所示．內(nèi)徑均勻的L形直角細(xì)玻璃管，一端封閉，一端開(kāi)口豎直向上，用水銀柱將一定質(zhì)量空氣封存在封閉端內(nèi)，空氣柱長(zhǎng)4cm，水銀柱高58cm，進(jìn)入封閉端長(zhǎng)2cm，如圖所示，溫度是87℃，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，求：(1)在圖示位置空氣柱的壓強(qiáng)p1.(2)在圖示位置，要使空氣柱的長(zhǎng)度變?yōu)?cm，溫度必須降低到多少度？答案：

(1)133cmHg(2)－5℃三、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)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是2×104Pa.(1)求狀態(tài)A的壓強(qiáng)．(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出該狀態(tài)變化過(guò)程的p－T圖象，并分別標(biāo)出A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)，不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程．◎教材資料分析〔思考與討論〕——教材P24如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個(gè)等溫過(guò)程，從B到C經(jīng)歷了一個(gè)等容過(guò)程．分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A，B，C三個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量，請(qǐng)同學(xué)們嘗試導(dǎo)出狀態(tài)A的三個(gè)參量pA、VA、TA和狀態(tài)C的三個(gè)參量pC、VC、TC之間的關(guān)系．推導(dǎo)過(guò)程中要注意：1．先要根據(jù)玻意耳定律和查理定律分別寫(xiě)出pA、VA與pB、VB的關(guān)系及pB、TB與pC、TC的關(guān)系；2．由于要推導(dǎo)A、C兩個(gè)狀態(tài)之間的參量的關(guān)系，所以最后的式子中不能出現(xiàn)狀態(tài)B的參量．為此，要在寫(xiě)出的兩式中消去pB，同時(shí)還要以TA代替TB(因?yàn)锳→B是等溫過(guò)程，兩個(gè)狀態(tài)的溫度是相等的)，以VC代替VB(因?yàn)锽→C是等容過(guò)程，兩個(gè)狀態(tài)的體積是相等的)．一定質(zhì)量的理想氣體，處在某一狀態(tài)，經(jīng)下列哪個(gè)過(guò)程后會(huì)回到原來(lái)的溫度()A．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)B．先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)C．先保持體積不變而增大壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹D．先保持體積不變而減小壓強(qiáng)，接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹選項(xiàng)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(shí)現(xiàn)回到初始溫度．綜上所述，正確的選項(xiàng)為A、D.答案：

AD答案：

BC(1)活塞剛離開(kāi)B處時(shí)的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p；(3)在圖乙中畫(huà)出整個(gè)過(guò)程的p－V圖線．答案：

(1)330K(2)1.1p0(3)如圖所示【反思總結(jié)】應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般思路(1)確定研究對(duì)象(某一部分氣體)，明確氣體所處系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)．(2)弄清氣體狀態(tài)的變化過(guò)程．(3)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．(4)根據(jù)題意，選用適當(dāng)?shù)臍怏w狀態(tài)方程求解．若非純熱學(xué)問(wèn)題，還要綜合應(yīng)用力學(xué)等有關(guān)知識(shí)列輔助方程．(5)分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義．【跟蹤發(fā)散】2－1：如圖中，圓筒形容器內(nèi)的彈簧下端掛一個(gè)不計(jì)重力的活塞，活塞與筒壁間的摩擦不計(jì)，活塞上面為真空，當(dāng)彈簧自然長(zhǎng)度時(shí)，活塞剛好能觸及容器底部，如果在活塞下面充入t1＝27℃的一定質(zhì)量某種氣體，則活塞下面氣體的長(zhǎng)度h＝30cm，問(wèn)溫度升高到t2＝90℃時(shí)氣柱的長(zhǎng)度為多少？答案：

33cm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)．思路點(diǎn)撥：

答案：

1.3×105Pa答案：

500K

1．(2010·江蘇卷，12A)為了將空氣裝入氣瓶?jī)?nèi)，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(guò)程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是________．答案：

B2．如圖所示，A、B兩點(diǎn)代表一定質(zhì)量理想氣體的兩個(gè)不同的狀態(tài)，狀態(tài)A的溫度為T(mén)A，狀態(tài)B的溫度為T(mén)B.由圖可知()A．TA＝2TB B．TB＝4TAC．TB＝6TA D．TB＝8TA答案：

C三星學(xué)科,教師助手,學(xué)生幫手,家長(zhǎng)朋友！3．向固定容器內(nèi)充氣，當(dāng)氣體壓強(qiáng)為p、溫度為27℃時(shí)氣體的密度為ρ，當(dāng)溫度為327℃、氣體壓強(qiáng)1.5p時(shí)，氣體的密度為()A．0.25ρ B．0.5ρC．0.75ρ D．ρ答案：

C4.一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)A開(kāi)始，按圖中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)A，即A→B→C→A(其中BC與縱軸平行，CA與橫軸平行)，這一過(guò)程稱(chēng)為一個(gè)循環(huán)，則：(1)由A→B，氣體