高中物理(新教材)选修三课件：第2课时-理想气体、气体实验定律的微观解释 人教版

第2课时理想气体、气体实验定律的微观解释学习目标1.了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件。2.掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题。3.能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。知识梳理一、理想气体1.理想气体在任何温度、任何压强下都遵从_____________的气体。2.理想气体与实际气体在_____不低于零下几十摄氏度、_____不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体当成理想气体来处理。(2)理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点、点电荷模型一样，是一种理想模型，实际并不存在。气体实验定律温度压强

质量热力学温度质量三、对气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的

是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的

增大，气体的压强就增大。2.盖—吕萨克定律的微观解释一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的

增大。在这种情况下只有气体的

同时增大，使分子的

减小，才能保持压强不变。3.查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的

保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的

增大，气体的压强就增大。数密度平均动能体积平均动能平均动能数密度数密度重点难点突破1.对“理想气体”的理解(1)宏观特点①理想气体是为了方便研究问题提出的一种理想模型，是实际气体的一种科学抽象，就像力学中的质点、电学中的点电荷模型一样。②宏观上，理想气体严格遵从气体实验定律及理想气体状态方程。(2)微观特点①理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计。②理想气体分子之间的相互作用力可以忽略不计，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动的动能之和，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关。③分子之间和分子与器壁之间的碰撞，都是完全弹性碰撞。除碰撞以外，分子向各个方向的运动机会均等。(3)实际处理①理想气体是不存在的。在常温常压下，大多数实际气体，尤其是那些不易液化的气体(氢气、氧气、氮气、氦气、空气等)都可以看成理想气体。②在温度不低于零下几十摄氏度，压强不超过大气压的几倍时，很多气体都可当成理想气体来处理。

(5)理想气体状态方程与气体实验定律

等压线

等容线

(6)理想气体状态变化的图像pV=CT(C为常量)，即pV越大的等温线对应的温；度越高，离原点越远。

等温线例1如图所示，在两端封闭、导热良好、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气，U形管两端竖直朝上，环境温度为240K时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=24cm和l2=16cm，左边气体的压强为20cmHg。现改变环境温度，使左侧竖直管内水银液面下降1cm(左侧竖直管内仍有水银)，求此时的环境温度。

3.气体实验定律的微观解释(1)玻意耳定律宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。微观解释：温度不变，分子的平均动能不变。体积越小，分子越密集，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图所示。(2)查理定律宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。微观解释：体积不变，则分子的数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大，如图所示。(3)盖—吕萨克定律宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大；温度降低，体积减小。微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图所示。例2一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA＝0.3m3，TA＝TC＝300K、TB＝400K。(1)求气体在状态B时的体积；(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。

随堂练习1.(多选)在下列图中，可能反映理想气体经历了等压变化→等温变化→等容变化后，又回到原来状态的有(

)AC2.对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是(

)A.使气体体积增加而同时温度降低B.使气体温度升高，体积不变，压强减小C.使气体温度不变，而压强、体积同时增大D.使气体温度升高，压强减小，体积减小A3.一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T，经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列可以实现的过程是(

)A．先等温压缩，再等容降温B．先等温膨胀，再等容降温C．先等容升温，再等温压缩D．先等容降温，再等温膨胀A4.(多选)一定质量的理想气体经历如图所示的一系列变化过程，ab、bc、cd和da这四个过程中在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断(

)A．ab过程中气体体积不断增大B．bc过程中气体体积不断减小C．cd过程中气体体积不断增大D．da过程中气体体积不断减小BC5.(多选)对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是(

)A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小C．压强和体积都增大时，其分子的平均动能一定增大D．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变AC备用工具&资料4.(多选)一定质量的理想气体经历如图所示的一系列变化过程，ab、bc、cd和da这四个过程中在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断(

)A．ab过程中气体体积不断增大B．bc过程中气体体积不断减小C．cd过程中气体体积不断增大D．da过程中气体体积不断减小BC2.对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是(

)A.使气体体积增加而同时温度降低B.使气体温度升高，体积不变，压强减小C.使气体温度不变，而压强、体积同时增大D.使气体温度升高，压强减小，体积减小A知识梳理一、理想气体1.理想气体在任何温度、任何压强下都遵从_____________的气体。2.理想气体与实际气体在_____不低于零下几十摄氏度、_____不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体当成理想气体来处理。(2)理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点、点电荷模型一样，是一种理想模型，实际并不存在。气体实验定律温度压强三、对气体实验定律的微观解释1.玻意耳定律的微观解释一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的

是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的

增大，气体的压强就增大。2.盖—吕萨克定律的微观解释一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的

增大。在这种情况下只有气体的

同时增大，使分子的

减小，才能保持压强不变。3.查理定律的微观解释一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的

保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的