理想氣體的狀態(tài)方程和圖像問題(復習)培訓資料

2.4理想氣體的狀態(tài)方程應用(yìngyòng)理想氣體的狀態(tài)圖像分析第一頁，共36頁。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(yīzhǒnɡ)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，理想氣體的內能等于所有分子熱運動動能之和，一定質量的理想氣體內能只與溫度有關．第二頁，共36頁?！咎貏e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(xìngzhì)很近似于理想氣體，把它們看作理想氣體處理．(2)對一定質量的理想氣體來說，當溫度升高時，其內能增大．第三頁，共36頁。關于理想氣體的性質，下列說法中正確的是()A．理想氣體是一種假想的物理模型，實際并不存在B．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C．一定質量的理想氣體，內能增大，其溫度一定升高(shēnɡɡāo)D．氦是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可視為理想氣體第四頁，共36頁。解析(jiěxī)：

答案：ABC選項個性分析A、B正確理想氣體是在研究氣體性質的過程中建立的一種理想化模型，現實中并不存在，其具備的特性均是人為規(guī)定的C正確對于理想氣體，分子間的相互作用力可忽略不計，也就沒有分子勢能，其內能的變化即為分子動能的變化，宏觀上表現為溫度的變化D錯誤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第五頁，共36頁。【反思總結】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特征，忽略次要因素(yīnsù)，運用理想化模型知識規(guī)律，分析解決問題第六頁，共36頁。二、一定質量的理想氣體不同(bùtónɡ)圖象的比較第七頁，共36頁。第八頁，共36頁。一定質量的理想氣體，由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(yǒuguān)數據如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強是2×104Pa.(1)求狀態(tài)A的壓強．(2)請在圖乙中畫出該狀態(tài)變化過程的p－T圖象，并分別標出A、B、C、D各個狀態(tài)，不要求寫出計算過程．第九頁，共36頁。答案(dáàn)：(1)4×104Pa(2)如解析圖．第十頁，共36頁。一定質量(zhìliàng)的理想氣體，處在某一狀態(tài)，經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第十一頁，共36頁。選項D，先V不變p減小，則T降低；再p不變V增大(zēnɡdà)，則T升高；可能實現回到初始溫度．綜上所述，正確的選項為A、D.第十二頁，共36頁。解法二：由于此題要經過一系列狀態(tài)變化后回到初始溫度(wēndù)，所以先在p－V坐標中畫出等溫變化圖線如圖，然后在圖線上任選中間一點代表初始狀態(tài)，根據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過變化后可能回到原來的溫度(wēndù)．選項A、D正確．第十三頁，共36頁。答案(dáàn)：AD第十四頁，共36頁。第十五頁，共36頁。答案(dáàn)：BC第十六頁，共36頁。如圖甲所示，水平放置的汽缸內壁光滑，活塞厚度不計，在A、B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動(yùndòng)，B左面汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為0.1V0.開始時活塞在B處，缸內氣體的壓強為0.9p0(p0為大氣壓強)，溫度為297K，現緩慢加熱汽缸內氣體，直至399.3K．求：(1)活塞剛離開B處時的溫度TB；(2)缸內氣體最后的壓強p；(3)在圖乙中畫出整個(zhěnggè)過程的p－V圖線．第十七頁，共36頁。(1)活塞剛離開(líkāi)B處時的溫度TB；(2)缸內氣體最后的壓強p；(3)在圖乙中畫出整個過程的p－V圖線．第十八頁，共36頁。答案(dáàn)：(1)330K(2)1.1p0(3)如圖所示第十九頁，共36頁?！痉此伎偨Y】應用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般思路(sīlù)(1)確定研究對象(某一部分氣體)，明確氣體所處系統的力學狀態(tài)．(2)弄清氣體狀態(tài)的變化過程．(3)確定氣體的初、末狀態(tài)及其狀態(tài)參量，并注意單位的統一．(4)根據題意，選用適當的氣體狀態(tài)方程求解．若非純熱學問題，還要綜合應用力學等有關知識列輔助方程．(5)分析討論所得結果的合理性及其物理意義．第二十頁，共36頁?！靖櫚l(fā)散】如圖中，圓筒形容器內的彈簧下端掛一個不計重力的活塞，活塞與筒壁間的摩擦不計，活塞上面為真空，當彈簧自然長度時，活塞剛好(gānghǎo)能觸及容器底部，如果在活塞下面充入t1＝27℃的一定質量某種氣體，則活塞下面氣體的長度h＝30cm，問溫度升高到t2＝90℃時氣柱的長度為多少？第二十一頁，共36頁。答案(dáàn)：33cm第二十二頁，共36頁。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℃\壓強為1.8×105Pa，B中空氣溫度為27℃，壓強為1.2×105Pa.拔去釘子，使活塞可以無摩擦地移動但不漏氣，由于(yóuyú)容器壁緩慢導熱，最后都變成室溫27℃，活塞也停住，求最后A、B中氣體的壓強．第二十三頁，共36頁。思路(sīlù)點撥：第二十四頁，共36頁。第二十五頁，共36頁。答案(dáàn)：1.3×105Pa第二十六頁，共36頁。第二十七頁，共36頁。第二十八頁，共36頁。答案(dáàn)：500K第二十九頁，共36頁。1．(2012·江蘇卷，12A)為了將空氣裝入氣瓶內，現將一定(yīdìng)質量的空氣等溫壓縮，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p和體積V關系的是________．第三十頁，共36頁。2．如圖所示，A、B兩點代表一定(yīdìng)質量理想氣體的兩個不同的狀態(tài)，狀態(tài)A的溫度為TA，狀態(tài)B的溫度為TB.由圖可知()A．TA＝2TBB．TB＝4TAC．TB＝6TA D．TB＝8TA第三十一頁，共36頁。答案(dáàn)：C第三十二頁，共36頁。3．向固定(gùdìng)容器內充氣，當氣體壓強為p、溫度為27℃時氣體的密度為ρ，當溫度為327℃、氣體壓強1.5p時，氣體的密度為()A．0.25ρ B．0.5ρC．0.75ρ D．ρ答案(dáàn)：C第三十三頁，共36頁。4.一定質量(zhìliàng)的理想氣體，由初始狀態(tài)A開始，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)A，即A→B→C→A(其中BC與縱軸平行，CA與橫軸平行)，這一過程稱為一個循環(huán)，則：