湖南省长郡中学高中物理第八章第三节理想气体的状态方程(第2课时)课件新人教版选修3-3剖析

1、理想气体的状态方程理想气体的状态方程一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在假设有这样一种气体，它在任何温度任何温度和和任何任何压强压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体实验定律气体实验定律,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在假设有这样一种气体，它在任何温度任何温度和和任何任何压强压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体实验定律气体实验定律,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在假设有这样一种气体

2、，它在任何温度任何温度和和任何任何压强压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体实验定律气体实验定律,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？1.理想气体是不存在的，是一种理想模型。理想气体是不存在的，是一种理想模型。一一.理想气体理想气体假设有这样一种气体，它在假设有这样一种气体，它在任何温度任何温度和和任何任何压强压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体实验定律气体实验定律,我们把这样我们把这样的气体叫做的气体叫做“理想气体理想气体”。理想气体具有那些特点呢？理想气体具有那些特点呢？1.理想气体是不存在的，是一种理想模型。

3、理想气体是不存在的，是一种理想模型。2.在温度不太低，压强不太大时实际气体都在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。可看成是理想气体。3.从微观上说：分子间以及分子和器壁间，从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积分子本身没有体积，即，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。3.从微观上说：分子间以及分子和器壁间，从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积分子本身没有体积，即，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。它所占据的空

4、间认为都是可以被压缩的空间。4.从能量上说：理想气体的微观本质是从能量上说：理想气体的微观本质是忽略忽略了分子力了分子力，没有分子势能没有分子势能，理想气体的内能只有，理想气体的内能只有分子动能。分子动能。一定质量一定质量的理想气体的的理想气体的内能内能仅仅由温度由温度决决定，与气体的体积无关。定，与气体的体积无关。4.从能量上说：理想气体的微观本质是从能量上说：理想气体的微观本质是忽略忽略了分子力了分子力，没有分子势能没有分子势能，理想气体的内能只有，理想气体的内能只有分子动能。分子动能。3.从微观上说：分子间以及分子和器壁间，从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，除碰撞

5、外无其他作用力，分子本身没有体积分子本身没有体积，即，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：内容：一定质量的某种理想气体在从一个一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：内容：一定质量的某种理想气体在从一个一定质量的某种理想气体在

6、从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：内容：一定质量的某种理想气体在从一个一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。2.公式：公式：CTpVTVpTVp 或或222111二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.

7、内容：内容：一定质量的某种理想气体在从一个一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。2.公式：公式：注：注：恒量恒量C由理想气体的由理想气体的质量质量和和种类种类决定，决定，即由理想气体的即由理想气体的物质的量物质的量决定决定CTpVTVpTVp 或或222111二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1.内容：内容：一定质量的某种理想气体在从一个一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管状态变化到另一

8、个状态时，尽管p、V、T都可能改都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。保持不变。2.公式：公式：3. .使用条件使用条件: :一定质量一定质量的某种的某种理想气体理想气体。注：注：恒量恒量C由理想气体的由理想气体的质量质量和和种类种类决定，决定，即由理想气体的即由理想气体的物质的量物质的量决定决定CTpVTVpTVp 或或2221115、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态的某种理想气体为研究对象，它在标准状态 5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1

9、mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态的某种理想气体为研究对象，它在标准状态 K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态的某种理想气体为研究对象，它在标准状态 K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，根据根据 得：得：CTpV 5、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态的某种理想气体为研究对象，它在标准状态 K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，根据根据 得：得：CTpV KL/mola

10、tm082. 0273K22.4L/molatm1000 TVp4、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 以以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态的某种理想气体为研究对象，它在标准状态 K273 L/mol4 .22atm1000 TVp，根据根据 得：得：CTpV KL/molatm082. 0273K22.4L/molatm1000 TVpK/mol31. 8273K/molm1022.4Pa10013. 13-35000 JTVp或或4、气体密度式：、气体密度式：222111TPTP 5、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在

11、标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 5、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应6、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应P(atm)，V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK5、

12、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应P(atm)，V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK一摩尔理想气体的状态方程一摩尔理想气体的状态方程 ：5、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量000TVpR 注意注意:R的数值与单位的对应的数值与单位的对应P(atm)，V (L):

13、R=0.082 atmL/molKP(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK一摩尔理想气体的状态方程一摩尔理想气体的状态方程 ：通常写成通常写成 RTpV RTpV 5、摩尔气体常量：、摩尔气体常量：三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTpV 三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTpV 克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。理量的关系。三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTp

14、V 克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。理量的关系。对实际气体对实际气体只要温度不太低，压强不太只要温度不太低，压强不太大大就可应用克拉珀龙方程解题就可应用克拉珀龙方程解题四四.道尔顿分压定律道尔顿分压定律：某一气体在气体混合物：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压于其中各气体分压（pi）之和。即之和。即 p

15、= pi混合理想气体的状态方程：混合理想气体的状态方程： pV=（ p1+ p2+）V=(n1+n2+)RT=nRT四四.道尔顿分压定律道尔顿分压定律：某一气体在气体混合：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压等于其中各气体分压（pi）之和。即之和。即 p = pi如图所示，一定质量的理想气体，由状态如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线沿直线AB变化到变化到B，在此过程中，气体分子的，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情

16、况是平均速率的变化情况是( )A、不断增大、不断增大B、不断减小、不断减小C、先减小后增大、先减小后增大D、先增大后减小、先增大后减小练习：练习：V/L1231230p/atmABC如图所示，一定质量的理想气体，由状态如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线沿直线AB变化到变化到B，在此过程中，气体分子的，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是平均速率的变化情况是( )A、不断增大、不断增大B、不断减小、不断减小C、先减小后增大、先减小后增大D、先增大后减小、先增大后减小练习：练习：V/L1231230p/atmABCD小小 结：结：小小 结：结：一、理想气体：一、理想气体：在在任何温

17、度任何温度和和任何压强任何压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体气体实验定律的气体实验定律的气体小小 结：结：一、理想气体：一、理想气体：在在任何温度任何温度和和任何压强任何压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体气体实验定律的气体实验定律的气体二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程气体密度式：气体密度式：222111TPTP CTpVTVpTVp 或或222111注：注：恒量恒量C由理想气体的由理想气体的质量质量和和种类种类决定，即由决定，即由气体的气体的物质的量物质的量决定决定小小 结：结：一、理想气体：一、理想气体：在在任何温度任何温度和和任何压强任何压强下都下都能严格地遵从能严

18、格地遵从气体气体实验定律的气体实验定律的气体二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程注：注：恒量恒量C由理想气体的由理想气体的质量质量和和种类种类决定，即由决定，即由气体的气体的物质的量物质的量决定决定气体密度式：气体密度式：三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或 RTMmpV nRTpV 摩尔气体常量：摩尔气体常量：P(atm),V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa),V (m3): R=8.31 J/molK222111TPTP CTpVTVpTVp 或或2221111.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为

19、压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关，下列关系正确的是系正确的是( )1.理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用探究点探究点1.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关，下列关系正确的是系正确的是( )1.理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用探究点探究点BD(1)求此时气

20、体的压强。求此时气体的压强。(2)保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强。，求此时气体的压强。(1)求此时气体的压强。求此时气体的压强。(2)保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强。，求此时气体的压强。答案：答案：(1)1.65105Pa (2)1.1105Pa3.某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔中的温度为时，气体在口腔中的温度为37，压强为，压强为1.1

21、标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为0.5L，温，温度为度为0。(1)肥皂泡内、外压强差别不大，均近似肥皂泡内、外压强差别不大，均近似等于等于1标准大气压。试估算肥皂泡内的气体分标准大气压。试估算肥皂泡内的气体分子个数；子个数；(2)肥皂泡内压强近似等于肥皂泡内压强近似等于1标准大气压。标准大气压。求这部分气体在口腔内的体积。求这部分气体在口腔内的体积。答案：答案：(1)1.321022个个(2)0.52L探究点探究点2.图像问题图像问题特点特点举例举例pVpV=CT(其中其中C为恒量为恒量)，即即pV之积越大的等温线之积越大的等温线温度越高，线离原点越温度越高，线

22、离原点越远远温度越高温度越高即斜率越大即斜率越大斜率斜率,1CTkVCTp 类别类别图线图线Vp1 特点特点举例举例pTVT压强越小压强越小即斜率越大即斜率越大斜率斜率,pCkTpCV 类别类别图线图线体积越大体积越大即斜率越大即斜率越大斜率斜率,VCkTVCp 1.已知理想气体的内能与温度成正比。已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态由状态1到状态到状态2的变化曲线，则在整个过程中的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能汽缸内气体的内能A.先增大后减小先增大后减小B.先减小后增大先减小后增大C.单调变化单调变化D.保持不变保