物理选修3-3学案互动课堂第八章3理想气体的状态方程含解析

学必求其心得，业必贵于专精互动课堂开导引导1。对理想气体的理解1）理想气体是一种科学的抽象,是理想化的物理模型,把严格遵守三个实验定律的气体称为理想气体。(2）理想气体的分子模型：①分子自己的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计.②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,分子势能看作零，理想气体的内能就等于所有分子动能的总和.③分子之间的碰撞看作弹性碰撞.（3）实质气体在常温常压下可近似看作理想气体.注：中学阶段所涉及的气体（除特别说明外）都看作理想气体.2.理想气体的状态方程（1）推导过程第一由学生画出上节中的p-V图象，如图8-3-1所示.由图可知,A→B为等温过程,依照玻意耳定律可得pAVA=pBVB①图8-3-1从B→C为等容过程,依照查量定律可得:pBpCTBTC②学必求其心得，业必贵于专精又TB=TA，VB=VC，联立①②可得pAVApCVC.TATC2)上式表示,必然质量的某种理想气体在从一个状态1变化到另一个状态2时，尽管其p、V、T都可能变化，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变.也就是说p1V1p2V2或pVC(C为恒量）T1T2T上面两式都叫做必然质量的理想气体的状态方程.(3）气体实验定律可看作必然质量理想气体状态方程的特例。必然质量的理想气体状态方程p1V1p2V2，T1T2①当m、T不变时，则为p1V1=p2V2——玻意耳定律。②当m、V不变时,则为p1p2T1T2

——查理定律.③当m、p不变时，则为V1V2——盖·吕萨克定律.T1T23。两个适用的推论①含有密度的理想气体状态方程：

p1p2，该方程依照理想气体状1T12T2态方程和物质密度的定义可导出，此式虽是从定质量的条件下推导出来的,但它却与质量没关,可适用于任何两部分同类气体，方便地解决变质量的一些问题,该式也称为理想气体密度方程.②理想气体状态方程的分态式：pVp1V1p2V2pnVn,式中（p1、V1、TT1T2TnT1）、(p2、V2、T2）(pn、Vn、Tn)是气体终态的n个部分的状态参学必求其心得，业必贵于专精量。该方程依照质量守恒和克拉珀龙方程可导出,当理想气体发生状态变化时,如陪同着有气体的迁移、分装、混杂等各种情况，使用分态式会显得特别方便.活学巧用1。关于理想气体，以下说法中哪些是正确的( )A.严格遵守气体三定律的气体称为理想气体B。理想气体客观上是不存在的,它可是实质气体在必然程度上的近似C.低温(和室温比较）和低压（和大气压比较)条件下的实质气体都可以看作理想气体。和质点的看法相同，理想气体是一种理想化的模型解析：见开导引导1。答案：A、B、D2。如图8-3—2所示，一个密闭的汽缸,被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的;它们之间没有摩擦,两室中气体的温度相等.现利用右室中电热丝对为室加热一段时间，达到平衡后,左室的体积变为原来的3，气体的温度T1=300K，求右室气体的温4度.图8—3—2解析：依照题意对汽缸中左、右两室中气体的状态进行解析：左室的气体：加热前p0、V0、T0加热后p1、34V0、T1右室的气体；加热前，学必求其心得，业必贵于专精p0、V0、T0加热后p1、5V0、T2依照理想气体状态方程：pV=恒量4Tp0V0p13V0左室气体4T0T1p0V0p15V0右室气体4T0T2p13V0p15V0因此44300T2因此T2=500K答案:500K3。房间的容积为39。420m，在温度为7℃、大气压强为8×10Pa时，室内空气质量是25kg。当温度高升到27℃，大气压强变为51.0×10Pa时，室内空气的质量是多少？解析：室内气体的温度、压强均发生了变化，原气体的体积不用然再是20m3，可能增大有气体跑出，可能减小有气体流入,因此仍以原25kg气体为研究对象，经过计算才能确定。43，T1=280K气体初态：p1=9.8×10Pa,V1=20m末态:p2=1.05×10Pa，V2=？,T2=300K由状态方程：p1V1p2V2T1T2∴V2p1T2V19.8104530020m3=21。0m3p2V11.010280因V2＞V1，故有气体从房间内流出.房间内气体质量m2V1m12025kg=23.8kgV221本题还可用密度公式来解决学必求其心得，业必贵于