2.3.2气体的等压变化和等容变化 课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

2.2气体的等压变化和等容变化

第二课时1.三大气体实验定律内容是什么？2.这三大气体实验定律适用范围的相同点是什么？

这些定律都是在压强不太大（相对大气压强）、温度不太低（相对室温）的条件下总结出来的。实验表明，实际气体只是近似遵从气体的三大实验定律。当气体的压强不太大（相对大气压强）、温度不太低（相对室温）时，实际测量结果与由气体实验定律计算的结果相差不大；当气体的压强很大、温度很低时，实际测量结果与由气体实验定律计算的结果有很大的差异。

为了研究方便，可以设想一种气体，它在任何温度、任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。1.定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体叫做理想气体。理想气体实际不存在，是一种理想模型。

对不易液化的实际气体（如氢气、氧气、氮气、氦气等），在温度不太低（不低于负几十摄氏度）、压强不太大（不超过大气压的几倍）时,可以近似地看成理想气体。2.简化条件：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，分子可视为质点。

一、理想气体②理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力。3.理想气体的特点：③理想气体无分子势能，理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。

二、理想气体状态方程1、公式：与理想气体的质量和种类有关，即与物质的量有关（C=nR），与p、V、T无关。

研究结果表明，一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管其压强p、体积V和温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值却保持不变。也就是说式中C是与压强p、体积V、温度T无关的常量，它与气体的质量、种类有关。

二、理想气体状态方程2、适用条件：一定质量的某种理想气体。3、注意：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位.4、理想气体状态方程和三个气体实验定律的关系①当T1=T2时，p1V1=p2V2

(玻意耳定律)②当V1=V2时，

(查理定律)③当p1=p2时，

(盖-铝萨克定律)【例1】某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后又经过等容过程，温度变为300K，求此时气体的压强？思路：分别按等温变化和等容变化来求解。【例1】某种气体的压强为2×105Pa，体积为1m3，温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后又经过等容过程，温度变为300K，求此时气体的压强？方法二：①“选对象”:根据题意，选出所研究的某一部分气体。注意这部分气体在状态变化过程中,其质量必须保持一定。②“找参量”:找出气体的初状态参量p1、V1、T1和末状态参量p2、V2、T2的数值或表达式。其中压强的确定往往是个关键，常需结合力的平衡条件或牛顿运动定律进行计算。③“定过程”:要明确

参量间的变化是什么类型的变化，该变化过程遵循什么规律。④“列方程”:根据变化过程列出相应的方程，代入数值进行求解。注意T必须用热力学温度，p、V的单位统一，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。

三、利用气体实验定律和理想气体状态方程解题的思路推论1：理想气体密度方程推论2：理想气体状态方程分态式如果一部分气体（p、V、T）被分成了几部分，状态分别为（p1、V1、T1）（p2、V2、T2）……则有：根据气体密度得拓展：两个重要推论2.如图所示,A为一直立圆筒形储气罐,B为一打气筒,已知打气筒活塞M的行程为L0,活塞面积为S,储气罐的高度为2L0,横截面积为3S,开始时罐内气体压强为3p0,每次开始打气时打气筒活塞在最上端,内部气体压强为p0,打气筒通过细管和单向阀门K与储气罐相连接。当打气筒内气体压强大于储气罐内压强时阀门开启。细管的容积忽略不计,储气罐与打气筒导热良好,环境温度不变,缓慢向下推动活塞。(1)活塞向下移动多大距离时B中气体开始进入A中?(2)要使储气罐内压强达到4p0,打气筒应连续打气多少次?四、气体实验定律的微观解释

1.波意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比不变V↓分子密集程度↑P↑

2.盖—吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。V↑分子密集程度↓T↑P不变四、气体实验定律的微观解释3.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成正比。分子密集程度不变T↑P↑四、气体实验定律的微观解释【例3】如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则在此状态变化过程中(

)A．气体的温度不变

B．气体的内能增大C．气体分子的平均速率减小D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变B1.（多选）一定质量的某种气体自状态A经过状态C变化到状态B，一过程中V-T图上的表示如图所示，则(

)A.在过程AC中，气体的压强不断变大B.在过程CB中，气体的压强不断变小C.在状态A时，气体的压强最大D.在状态B时，气体的压强最大AD2.(多选)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(

)A．ab过程中不断增加B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变AB基本方法，化“一般”为“特殊”如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A-B-C-A。在V-T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压状态。所以A→B压强增大，温度降低，体积缩小,B→C温度升高，体积减小，压强增大，C→A温度降低，体积增大，压强减小。由图可知:pA<pB<pC探究一般状态变化图象中三个量都变化时遵从规律的方法VTABCO本课小结理想气体:理想气体的状态方程在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体三个实验定律是理想气体状态方程的特例适用条件应用步骤1.(多选)一定质量的理想气体沿着如图所示的方向发生状态变化，则该气体的压强变化情况是(

)A．从状态c到状态d，压强减小B．从状态d到状态a，压强不变C．从状态a到状态b，压强增大D．从状态b到状态c，压强不变课堂练习AC2.（多选）如图所示，一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的(

)。A.a→

d的过程气体体积增加B.b→d的过程气体体积不变C.c→d的过程气体体积增加D.a→d的过程气体体积减小AB3