3.理想气体的状态方程公开课一等奖省优质课大赛获奖课件

3.理想气体状态方程一、理想气体1．定义：在任何温度任何

下都严格遵从三个

气体．2．理想气体与实际气体定律压强试验3．理想气体分子模型(1)分子本身大小和它们之间距离相比较可忽略不计．(2)理想气体分子除碰撞外，无相互作用引力和斥力，故无

，一定质量理想气体内能只与

相关．【尤其提醒】理想气体是一个理想化模型，是对实际气体科学抽象．分子势能温度二、理想气体状态方程1．内容：一定质量某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)改变到另一个状态(p2、V2、T2)时，尽管p、V、T都可能改变，不过

跟体积(V)乘积与

比值保持不变．压强(p)温度(T)一、对“理想气体”了解1．宏观上理想气体是严格遵从气体试验定律气体，它是一个理想化模型，是对实际气体科学抽象．2．微观上(1)理想气体分子本身大小能够忽略不计，分子可视为质点．(2)理想气体分子除碰撞外，无相互作用引力和斥力，故无分子势能，理想气体内能等于全部分子热运动动能之和，一定质量理想气体内能只与温度相关．【尤其提醒】

(1)一些不易液化气体，如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等，在通常温度、压强下，它们性质很近似于理想气体，把它们看作理想气体处理．(2)对一定质量理想气体来说，当温度升高时，其内能增大．

关于理想气体性质，以下说法中正确是(

)A．理想气体是一个假想物理模型，实际并不存在B．理想气体存在是一个人为要求，它是一个严格恪守气体试验定律气体C．一定质量理想气体，内能增大，其温度一定升高D．氦是液化温度最低气体，任何情况下均可视为理想气体解析：

答案：

ABC选项个性分析A、B正确理想气体是在研究气体性质过程中建立一个理想化模型，现实中并不存在，其具备特征均是人为要求C正确对于理想气体，分子间相互作用力可忽略不计，也就没有分子势能，其内能改变即为分子动能改变，宏观上表现为温度改变D错误实际不易液化气体，只有在温度不太低、压强不太大条件下才可当成理想气体，在压强很大和温度很低情况下，分子大小和分子间相互作用力不能忽略【反思总结】对物理模型认识，既要搞清其理想化条件要求，又要抓住实际问题本质特征，忽略次要原因，利用理想化模型知识规律，分析处理问题二、理想气体状态方程推导一定质量某种理想气体由初态(p1、V1、T1)改变到末态(p2、V2、T2)，因气体遵从三个气体试验定律，我们能够从三个定律中任意选取其中两个，经过一个中间状态，建立两个方程，解方程消去中间状态参量便可得到理想气体状态方程．组合方式有6种，如图所表示．

内径均匀L形直角细玻璃管，一端封闭，一端开口竖直向上，用水银柱将一定质量空气封存在封闭端内，空气柱长4cm，水银柱高58cm，进入封闭端长2cm，如图所表示，温度是87℃，大气压强为75cmHg，求：(1)在图示位置空气柱压强p1.(2)在图示位置，要使空气柱长度变为3cm，温度必须降低到多少度？

答案：

(1)133cmHg

(2)－5℃三、一定质量理想气体不一样图象比较

一定质量理想气体，由状态A变为状态D，其相关数据如图甲所表示，若状态D压强是2×104Pa.(1)求状态A压强．(2)请在图乙中画出该状态改变过程p－T图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程．

答案：

(1)4×104Pa

(2)如解析图．◎教材资料分析〔思索与讨论〕——教材P24如图所表示，一定质量某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程．分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A，B，C三个状态状态参量，请同学们尝试导出状态A三个参量pA、VA、TA和状态C三个参量pC、VC、TC之间关系．推导过程中要注意：1．先要依据玻意耳定律和查理定律分别写出pA、VA与pB、VB关系及pB、TB与pC、TC关系；2．因为要推导A、C两个状态之间参量关系，所以最终式子中不能出现实状况态B参量．为此，要在写出两式中消去pB，同时还要以TA代替TB(因为A→B是等温过程，两个状态温度是相等)，以VC代替VB(因为B→C是等容过程，两个状态体积是相等)．

一定质量理想气体，处于某一状态，经以下哪个过程后会回到原来温度(

)A．先保持压强不变而使它体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B．先保持压强不变而使它体积减小，接着保持体积不变而减小压强C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它体积膨胀D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它体积膨胀选项D，先V不变p减小，则T降低；再p不变V增大，则T升高；可能实现回到初始温度．总而言之，正确选项为A、D.解法二：因为此题要经过一系列状态改变后回到初始温度，所以先在p－V坐标中画出等温改变图线如图，然后在图线上任选中间一点代表初始状态，依据各个选项中过程画出图线，如图所表示，从图线发展趋势来看，有可能与原来等温线相交说明经过改变后可能回到原来温度．选项A、D正确．

答案：

AD

答案：

BC

如图甲所表示，水平放置汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸容积为V0，A、B之间容积为0.1V0.开始时活塞在B处，缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现迟缓加热汽缸内气体，直至399.3K．求：(1)活塞刚离开B处时温度TB；(2)缸内气体最终压强p；(3)在图乙中画出整个过程p－V图线．答案：

(1)330K

(2)1.1p0

(3)如图所表示【反思总结】应用理想气体状态方程解题普通思绪(1)确定研究对象(某一部分气体)，明确气体所处系统力学状态．(2)搞清气体状态改变过程．(3)确定气体初、末状态及其状态参量，并注意单位统一．(4)依据题意，选取适当气体状态方程求解．若非纯热学问题，还要综合应用力学等相关知识列辅助方程．(5)分析讨论所得结果合理性及其物理意义．【跟踪发散】

2－1：如图中，圆筒形容器内弹簧下端挂一个不计重力活塞，活塞与筒壁间摩擦不计，活塞上面为真空，当弹簧自然长度时，活塞刚好能触及容器底部，假如在活塞下面充入t1＝27℃一定质量某种气体，则活塞下面气体长度h＝30cm，问温度升高到t2＝90℃

时气柱长度为多少？

答案：

33cm

用钉子固定活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VA∶VB＝2∶1，如图所表示，起初A中空气温度为127℃、压强为1.8×105Pa，B中空气温度为27℃，压强为1.2×105Pa.拔去钉子，使活塞能够无摩擦地移动但不漏气，因为容器壁迟缓导热，最终都变成室温27℃，活塞也停住，求最终A、B中气体压强．思绪点拨：

答案：

1.3×105Pa答案：

500K

1．(·江苏卷，12A)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量空气等温压缩，空气可视为理想气体．以下图象能正确表示该过程中空气压强p和体积V关系是________．

答案：

B2．如图所表示，A、B两点代表一定质量理想气体两个不一样状态，状态A温度为TA，状态B温度为TB.由图可知(

)A．TA＝2TB

B．TB＝4TAC．TB＝6TA D．TB＝8TA

答案：

C3．向固定容器内充气，当气体压强为p、温度为27℃时气体密度为ρ，当温度为327℃、气体压强1.5p时，气体密度为(

)A．0.25ρ

B．0.5ρC．0.75ρ D．ρ

答案：

C4.一定质量理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所表示方向进行了一系列状态改变，最终又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴