高中物理第八章气体第3节理想气体的状态方程课件新人教版选修3-

第八章气体第三节理想气体的状态方程【素养目标定位】※了解理想气体模型※※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【素养思维脉络】课前预习反馈知识点11．理想气体在________温度、________压强下都严格遵从气体实验定律的气体。2．理想气体与实际气体理想气体任何

任何

知识点21．内容一定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p、V、T都可能改变，但是压强跟________的乘积与热力学温度的________保持不变。3．适用条件一定________的理想气体。理想气体状态方程体积

比值

恒量

质量

×××辨析思考√××『选一选』(2020·陕西省榆林市高三下学期线上模拟)右图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图像，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是(

)A．TA<TB，TB<TC

B．TA>TB，TB＝TCC．TA>TB，TB<TC

D．TA＝TB，TB>TCC

『想一想』如图所示，某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔中的温度为37℃，压强为1.1标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为0.5L，温度为0℃，压强近似等于1标准大气压。则这部分气体在口腔内的体积是多少呢？课内互动探究理想气体及其状态方程探究一

思考讨论1教科书推导理想气体状态方程的过程中先经历了等温变化再经历等容变化。(1)表示始末状态参量的关系与中间过程有关吗？(2)理想气体状态方程的推导过程有几种组合方式？提示：(1)无关(2)6种归纳总结1．理想气体(1)含义为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫作理想气体。(2)特点①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。②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。③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关。2．理想气体的状态方程(1)理想气体状态方程与气体实验定律特别提醒(1)理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化的模型。“理想气体”如同力学中的“质点”“弹簧振子”一样，是一种理想的物理模型。(2)注意方程中各物理量的单位。T必须是热力学温度，公式两边中p和V单位必须统一，但不一定是国际单位。(3)在涉及气体的内能、分子势能问题中要特别注意是否为理想气体，在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当作理想气体处理，但这时往往关注的是是否满足一定质量。典例1典例剖析

一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至－3℃时，这个气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值。解题指导：(1)封闭气体的压强与水银柱的压强之和等于大气压强。(2)首先应确定初末状态各状态参量，明确哪些量已知，哪些量未知，然后列方程求解。解析：取水银气压计内空气柱为研究对象。初状态：p1＝(758－738)mmHg＝20mmHg，V1＝80Smm3(S是管的横截面积)T1＝(273＋27)K＝300K对点训练1.(2020·山东省济宁市高三下学期第一次摸底测试)如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。已知温度为27℃时，封闭空气柱长度L1为20cm，此时水银柱上表面与导线下端的距离L2为10cm，水银柱的高度h为5cm，大气压强为75cmHg，绝对零度为－273℃。(1)当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警；(2)如果要使该装置在90℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多高的水银柱？答案：(1)177℃；(2)8cm理想气体状态变化的图象探究二

思考讨论2归纳总结一定质量的理想气体的各种图象典例剖析

使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。典例2(1)已知气体在状态A的温度TA＝300K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？(2)将上述状态变化过程在图乙中画成体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)。说明每段图线各表示什么过程。解题指导：用图象表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明确等优点，另外，利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，会给解题带来很大的方便。对点训练2．如图甲所示，一定质量理想气体的状态沿1→2→3→1的顺序做循环变化，若用V－T或p－V图象表示这一循环，乙图中表示可能正确的选项是(

)D

解析：在p－T图象中1→2过原点，所以1→2为等容过程，体积不变，而从2→3气体的压强不变，温度降低，3→1为等温过程，D正确。核心素养提升应用理想气体状态方程解决两部分气体相关联的问题时，要注意：(1)要把两部分气体分开看待，分别对每一部分气体分析初、末状态的p、V、T情况，分别列出相应的方程(应用相应的定律、规律)，切不可将两部分气体视为两种状态；(2)要找出两部分气体之间的联系，如总体积不变，平衡时压强相等，等等。相关联的气体问题解题时需要注意的是：(1)注意方程中各物理量的单位，T必须是热力学温度，公式两边p和V单位必须统一，但不一定是国际单位制单位；(2)在涉及气体的内能、分子势能的问题中要特别注意该气体是否为理想气体，在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当做理想气体处理，但这时往往关注的是气体是否满足一定质量这一条件。 (2020·新疆建设兵团华山中学高二下学期期中)如图甲所示，气缸左右侧壁导热，其他侧壁绝热，平放在水平面上。质量为m、横截面积为S的绝热活塞将气缸分隔成A、B两部分，每部分都封闭有气体，此时两部分气体体积相等。外界温度T0保持不变，重力加速度为g(不计活塞和气缸间的摩擦)。案例(1)若将气缸缓慢转动，直到