2.3.2气体的等压变化和等容变化之理想气体状态方程课件高二下学期物理人教版选择性

2.3.2理想气体状态方程一、理想气体和理想气体状态方程1、理想气体：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”。（1）理想气体是一种理想模型,温度不太低,压强不太大时的实际气体都可看成是理想气体；（2）理想气体分子间距离L>10r0,分子可看作质点；（3）分子力可忽略，无分子势能,温度也是内能的标志.

通过对气体的三大实验定律的学习已知如果一定质量的理想气体的状态参量P、V、T都发生变化，那么三个状态参量会遵循什么样的规律？猜想：OpVACA到C还可以假设哪些特殊变量的中间过渡状态？•B【探究一下】如图所示，一定质量的某种理想气体的P-V图像如图所示，从A到C的过程中，状态参量P、V、T都发生了变化，那么PA、VA、TA与PC、VC、TC关系如何？（1）思维方法：将一般问题转化为特殊问题，使问题有规律可循。（2）探究方法：控制变量法，减少未知量，使困难问题简单化（3）转化方法：假设特殊变量的中间过渡状态参量，但可消除又不影响结论

2、理想气体状态方程（1）内容：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,其压强P、体积V

和温度T

可能同时发生改变,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.应用求值时，温度必须是热力学温度T，压强p和体积V单位要统一，可以不是国际单位.②常数C:C与气体的质量和种类有关，与（P、V、T）无关.（2）

表达式：或①对象：一定质量的某种理想气体

气体的三大实验定律是理想气体状态方程的特殊情况3、理想气体状态方程和气体实验定律关系：①R为1mol理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量．R=8.31J/mol·K或R=0.082atm·L/mol·K3、理想气体状态方程推论：②等温、等压、等容常数C的说明温度越高，C越大，即PV乘积越大（1）推论1：克拉伯龙方程压强越大，C越小，V-T斜率k越小体积越大，C越小,P-T斜率k越小一定质量已知种类的状态不同的多个理想气体的PV/T的比值之和是个定值②和等温分态公式关系：

P1V1T1P2V2T2P4V4TPVTP3V3T是理想气体状态方程分态公式的特殊情况（2）推论2：理想气体状态方程分态公式①本质分态公式的本质是气体的种类和质量不变PV＝P1V1＋P2V2＋…

1.玻意耳定律(等温变化)

P1V1=P2V2(1)宏观表现：一定质量的理想气体，温度保持不变，体积越大压强越小．二、实验定律的微观解释

(2)微观解释：(1)宏观表现：一定质量理想气体，压强保持不变时，温度越高体积越大。2.盖-吕萨克定律(等压变化)

(2)微观解释：(1)宏观表现：一定质量理想气体，体积不变时，温度越高压强越大.3.查理定律(等容变化)

(2)微观解释：

判断V-T图像的压强变化:

OVABC

OPABC

OPABC斜率越大,体积越小斜率越大,温度越高8、一般状态变化图像的状态参量变化的判断方法：方法：过一般状态点作等压、等温、等容线，将“一般点”转移到“特殊线”上，然后通过图像的斜率或常数C与物理量关系进行判断

斜率越大,压强越小；【例题1】（多选）一定质量的理想气体，下列变化可能的是()A．体积增大，压强减小，温度不变B．体积增大，压强增大，温度升高C．体积增大，压强增大，温度降低D．体积减小，压强增大，温度降低ABD【例题2】一定质量的理想气体，初状态是(p0、V0、T0)，经过一个等压过程，温度升高到3T0/2，再经过一个等容变化，压强减小到p0/2，则气体最后的状态是()A．3p0/4，3V0/2，3T0/2B．p0/2，3V0/2，3T0/4C．p0/2，3V0，3T0/2D．以上答案均不对B【例题3】气缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温度为0℃，大气压为1atm(设其值为105Pa)、气缸横截面积为500cm2，活塞重为5000N。则：（1）气缸内气体压强为多少？（2）如果开始时内部被封闭气体的总体积为0.8V，汽缸上部体积为0.2V，并且汽缸口有个卡环可以卡住活塞，使之只能在汽缸内运动，所有摩擦不计。现在使气缸内的气体加热至273℃，求气缸内气体压强又为多少？30°谢谢再见！【例题2】（等压变化的变质量问题）容器中装有某种气体，且容器上有一个小口与外界大气相通，原来容器内的温度为27℃，若把它加热到127℃，容器中剩余的空气质量和原来质量的比值？

若求容器中溢出的空气质量和原来质量的比值？方法一、盖-吕薩克定律（整体法）【例题2】（等压变化的变质量问题）容器中装有某种气体，且容器上有一个小口与外界大气相通，原来容器内的温度为27℃，若把它加热到127℃，容器中剩余的空气质量和原来质量的比值？

方法二、盖-吕薩克定律（隔离法）【例题5】（变质量问题）容器中装有某种气体，且容器上有一个小口与外界大气相通，原来容器内的温度为27℃，若把它加热到127℃，容器中剩余的空气质量和原来质量的比值？该方法宜用于选择题，计算题慎用方法三、克拉伯龙方程

【变式训练】(多选)如图所示是治疗常用的一种火罐,使用时,先加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上,降温后火罐内部气压低于外部,从而吸附在皮肤上.某次使用时,先将气体由300K加热到400K,按在皮肤上后,又降至300K,由于皮肤凸起,罐内气体体积变为罐容积的15/16,以下说法正确的是(罐内气体可视为理想气体)(

)A.加热后罐内气体质量是加热前的3/4B.加热后罐内气体质量是加热前的3/7C.温度降至300K时,罐内气体压强变为原来的3/4D.温度降至300K时,罐内气体压强变为原来的4/5AD

【例题2】一定质量的理想气体的P-t图像如图所示，从A状态到B状态过程中，则气体的体积变化(

)A.一定增加B.一定径向C.一定不变D.可能增大可能减小也可能不变

OPABD

【变式训练】（图像一般变化的判断）如图所示，一定质量的某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA：TB：TC，在此过程中，气体的温度之比TA：TB：TC为()A.1:1:1

B.1:2:3C.3:3:4

D.4:4:3C

图像改为P-T图像，则体积比如何？改为V-T图像，则压强比如何？看斜率的倒数【例题1】（多选）.A、B两个汽缸中充有质量相同的氧气,其V-T图线如图所示,从图中可得(

)A.A汽缸中氧气的压强较小B.两气缸氧气的分子数密度大小无法判断C.两汽缸中气体的分子数密度相同D.两汽缸中气体的压强相同AB

【例题2】(多选)图为一定质量的理想气体在两次不同体积下的等容变化图线,下列说法正确的是(

)A.a点气体体积大于b点气体体积B.a点气体体积小于b点气体体积C.a点气体分子密集程度大于b点气体分子密集程度D.a点气体分子的平均动能等于b点气体分子的平均动能BCD

【例题3】（多选）封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T关系如图所示,