高中物理 第八章 气体 第3节 理想气体的状态方程问题导学案 新人教版选修3 3

1、第3节 理想气体的状态方程 课堂合作探究 问题导学 一、理想气体状态方程 活动与探究1 1实际气体严格遵守气体实验定律吗？ 2从微观角度上讲，理想气体有怎样的特点？ 3请根据一定质量的理想气体的状态方程推导出含有密度的表达式。 迁移与应用1 tp=76 大气压强cmHg=31 、如图所示，粗细均匀、一端封闭一端开口的U形玻璃管，当01L=8 cm，求： 时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长1 Lt ；为（1）当温度9 cm是多少时，左管气柱22Lt，应在右管中加入多长cm为（2）当温度达到上问中的温度8 时，为使左管气柱长2 的水银柱。 1理想气体状态方程与气体实验定律 VpTpVT)时

2、，玻意耳定律(?212121?pp21VVVVpp)时，(查理定律? 212121TT? 21 TT21?VV?21pp)盖吕萨克定律时，( 21TT21由此可见，三个气体实验定律是理想气体状态方程的特例。 2应用理想气体状态方程解题的一般步骤 （1）明确研究对象，即一定质量的气体； pVTpVT；、）确定气体在始末状态的参量（2、 、及212112（3）由理想气体状态方程列式求解； （4）讨论结果的合理性。 二、气体的状态变化图象 活动与探究2 AB段是一定质量的理想气体，其状态变化如图中箭头所示顺序进行，则_BCCA段定律；若_过程，遵守_过程，遵守_定律；段是CA段是_过程，是以纵轴和横

3、轴为渐近线的双曲线的一部分，则遵守_定律。 迁移与应用2 1 AB两处设有限制装置，使如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在、ABBVABV。开始时活塞之间运动，、左边汽缸的容积为0.1活塞只能在，、之间的容积为00Bpp为大气压强），温度为（在297 K处，缸内气体的压强为0.9，现缓慢加热缸内气体，00直至399.3 K。求： TB 处时的温度（1）活塞刚离开；Bp ）缸内气体最后的压强；（2Vp （3）在图中画出整个过程的图线。 1用图象表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明确等优点。另外，利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，给解答将带来很大的方便

4、。 2图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程。明确图象的物理意义和特点，区分清楚各个不同的物理过程是解决问题的关键。 pVT，然后确定从一个状态对于图象的改画问题，首先在原图中求出各状态的、3到另一个状态经历什么过程，最后从其他图中描出各点状态量，根据变化过程描出图线，即所画的图象。 当堂检测 1关于理想气体，下列说法不正确的是（ ） A理想气体能严格遵守气体实验定律 B实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，可看成理想气体 C实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体 D所有的实际气体在任

5、何情况下，都可以看成理想气体 pV ） 2对于理想气体方程恒量，下列叙述正确的是（ T 质量相同的不同种气体，恒量一定相同A 质量不同的不同种气体，恒量一定不相同B C物质的量相同的任何气体，恒量一定相等 D标准状态下的气体，恒量一定相同 ）3对一定质量的气体，下列说法正确的是（ A温度发生变化时，体积和压强可以不变 B温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化 C如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变 D只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们就说气体状态变化了ABCVp来表示，图象上的直线一定质量的理想气体经历一膨胀过程，4此过程可以用TTTBACT（选填“”“”_、

6、气体的温度如图所示，在、三个状态中，_ACBA 或“”）。2 30 。在温度不变的，温度为5有一定质量的氦气，压强与大气压相等，体积为1 m13，但m情况下，如果压强增大到大气压的500倍，按玻意耳定律计算，体积应该缩小至 5002.071.3633，而不是m1 000倍，体积实际减小至实验的结果是m。如果压强增大到大气压的 1 00050013 。在此过程中可以把氦气看成理想气体吗？按玻意耳定律计算得到的m 1 000 答案： 合作探究课堂 【问题导学】 ：活动与探究1任何规律都有自己的适用范围，气体实验定律也不例外。玻意耳定律、查理答案：1（和室温比较）、温度不太低定律和盖吕萨克定律，都是

7、在压强不太大（和大气压强相比）由上述气体定律得出的结果和实温度很低时，的条件下根据实验总结出来的。当压强很大、 际测量的结果有很大的差别。所以实际气体并不严格遵守气体实验定律。 ）分子本身的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计。（12答案： ）分子间的距离很大，因此除碰撞外，分子间的相互作用力忽略不计。（2VppV2121，等式两边分别除以被研究气体3答案：一定质量的理想气体的状态方程为 TT21pp21m这就是一定质量的理想气体的状态方程含有密度的表的质量，可以得到方程 TT2121 达式。11.75 cm 2（）（1）78 迁移与应用1：答案：pp 76 cmHg，解析：（1）初状态：01

8、TLSV 304 K，；111pp 78 cmHg，2 cmHg末状态：02TLSV ？，222VVpp2121根据理想气体状态方程 TT21tT ，代入数据得78 。351 K22TLSVpphhVh，（76cmHg）设应在左管中加入（2， cm水银柱，301313T351 K 2VppV3131 根据理想气体状态方程 TT31h 11.75 cm代入数据得。 玻意耳盖吕萨克 等温 ：答案：等容查理 等压 活动与探究2p ）见解析图 （330 K （2）1.131迁移与应用2：答案：（）0B ）活塞刚离开处之前的状态变化可看做等容变化。1解析：（VVpTp 297 K，初状态：0.9；，01

9、101VVTppT ，；，末状态：B00222pppp0.90012 ，由查理定律得 TTT297 KB21T 。解得330 KB3 pV11VVVVppT，由理想气体状态方程：0.1，（2）最后状态1.1，399.3 K 030330T1pV33得： T3pVpV1.10.9000 399.3297pp 1.1解得。0，再等压缓慢升温，变化到末态体）如图所示，状态的变化是先等容升温到状态2（3 积，最后再等容升压到最终状态。 【当堂检测】A理想气体是在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体，BD 解析：1 错误。、D正确；它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的近似，故C正确，BC 2TVp三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定，也可以三个量BC 解析：、3p、另外两个量不变的情况是不存在的，气体状态的变化就是同时发生变化，而一个量变化，TV C说法正确。的变化。故B、 4答案：VCpVABp；，、3 atm、1 L解析：由三个状态的参量为：图象读出理想气体在AAVppV ，根据理想气体状态方程，有