高三物理選修33學(xué)案

1、理想氣體的狀態(tài)方程、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、 準(zhǔn)確理解理想氣體這個(gè)物理模型。2、 會(huì)推導(dǎo)理想氣體的狀態(tài)方程，并能夠應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求解相應(yīng)的題目和解釋相關(guān)的現(xiàn)象。3、 了解統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其在科學(xué)研究和社會(huì)生活中的作用。4、 知道分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，掌握溫度的微觀定義。5、 掌握壓強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋。自主學(xué)習(xí)一、 理想氣體1、 為了研究問(wèn)題的方便，可以設(shè)想一種氣體，在任何 ，我們把這樣的氣體叫做理想氣體。2、 理想氣體是不存在的，它是實(shí)際氣體在一定程度的近似，是一種理想化的模型。3、 理想氣體分子間，除碰撞外無(wú)其它作用力，從能量上看，一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由 決定。二、 理想氣體

2、的狀態(tài)方程1、 內(nèi)容：一定質(zhì)量的理想氣體在從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管P、V、T都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。2、 方程： ， 。3、 推導(dǎo)：（兩種方法）4、 推論（1）一定質(zhì)量的理想氣體當(dāng)狀態(tài)變化過(guò)程中三個(gè)狀態(tài)參量保持某一個(gè)參量不變時(shí)，就可以從理想氣體狀態(tài)方程分別得到 （2）根據(jù)氣體的密度=m/V，可以得到氣體的密度公式 5、適用條件 6、注意方程中各物理量的單位，溫度必須用 ，公式兩邊中P和V單位必須 ，但不一定是國(guó)際單位。三、 氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1、從微觀的角度看，物體的熱現(xiàn)象是由 的熱運(yùn)動(dòng)所決定的，盡管個(gè)別分子的運(yùn)動(dòng)有它的不確定性，但大量分子的運(yùn)動(dòng)情況

3、會(huì)遵守一定的 。2、分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，由于分子間頻繁碰撞，速率又將發(fā)生變化，但分子的速率都呈現(xiàn) 的規(guī)律分布。這種分子整體所體現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律叫統(tǒng)計(jì)規(guī)律。3、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（1）分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無(wú)章，在某一時(shí)刻，向著 運(yùn)動(dòng)的分子都有，而且向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的氣體分子數(shù)目都 。（2）氣體分子速率分布表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。溫度升高時(shí)，速率大的分子數(shù)目 ，速率小的分子數(shù)目 ，分子的平均速率 。4、溫度是 的標(biāo)志。用公式表示為 。四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義1、氣體的壓強(qiáng)是 而產(chǎn)生的。氣體壓強(qiáng)等于大量氣體分子作用在器壁 。2、影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素： ， 。從兩個(gè)因素中可見(jiàn)一定質(zhì)量的氣

4、體的壓強(qiáng)與 ， 兩個(gè)參量有關(guān)。五、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1、一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能是 的，在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的 ，氣體的壓強(qiáng)就 這就是玻意耳定律的微觀解釋。2、 這就是查理定律的微觀解釋。3、 是蓋·呂薩克定律的微觀解釋。圖823100200400dbO1234P/×1.01×105Paac300T/K典型例題1、 如圖823所示，一定質(zhì)量的理想氣體在不同體積時(shí)的兩條等容線，a、b、c、d表示四個(gè)不同狀態(tài)，則（ ）A氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)c，其內(nèi)能減少，一定向外界放出了熱量B氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)d，其內(nèi)能增加，一定向外界吸收了熱

5、量C氣體由狀態(tài)d變到狀態(tài)b，其內(nèi)能增加，一定向外界吸收了熱量D氣體由狀態(tài)b變到狀態(tài)a，其內(nèi)能減少，一定向外界放出了熱量2、 如圖824所示，粗細(xì)均勻一端封閉一端開(kāi)口的U形玻璃管，當(dāng)t1=310C，大氣壓強(qiáng)P0=76cmHg時(shí)，兩管水銀面相平，這時(shí)左管被封閉的氣柱長(zhǎng)L1=8cm，則（） 當(dāng)溫度t2多少時(shí)，左管氣柱L2為9cm?圖823L（） 當(dāng)溫度達(dá)到上問(wèn)中的溫度t2時(shí),為使左管氣柱長(zhǎng)L為8cm,應(yīng)在右管中加入多長(zhǎng)的水銀柱?3、 關(guān)于溫度的概念，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度越高，則物體的分子的平均動(dòng)能大B、 物體的溫度高，則物體每一個(gè)分子的動(dòng)能都大C、 某物體

6、內(nèi)能增大時(shí)，其溫度一定升高D、 甲物體溫度比乙物體溫度高，則甲物體的分子平均速率比乙物體大4、 有關(guān)氣體的壓強(qiáng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A、 氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大B、 氣體分子的密集程度增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大C、 氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大D、 氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)有可能減小5、 以查理定律為例，用分子動(dòng)理論從微觀的角度作出解釋針對(duì)訓(xùn)練1、 如圖824所示，表示一定質(zhì)量的理想氣體沿從a到b到c到d再到a的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過(guò)程，則該氣體壓強(qiáng)變化情況是（ ）圖824cbOTVadA、 從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能減小B、 從狀態(tài)d到狀

7、態(tài)a，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小C、 從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大D、 從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強(qiáng)不變，內(nèi)能增大2、 鋼筒內(nèi)裝有3kg氣體，當(dāng)溫度是230C時(shí)，壓強(qiáng)為4atm，如果用掉1kg后，溫度升高到270C，求筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。3、 下列哪些量是由大量分子熱運(yùn)動(dòng)的整體表現(xiàn)所決定的（ ）A、壓強(qiáng) B、溫度 C、分子密度 D、分子的平均速率4、對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（ ）A、體積不變，壓強(qiáng)增大時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能一定增大B、溫度不變，壓強(qiáng)減小時(shí)，氣體的密度一定減小C、壓強(qiáng)不變，溫度降低時(shí)，氣體的密度一定減小D、溫度升高，壓強(qiáng)和體積都可能不變圖8255、從氣體壓強(qiáng)的微觀意義，解釋在

8、圖825中，豎直放置兩端封閉的玻璃管升溫時(shí)液柱的移動(dòng)方向。 能力訓(xùn)練1、 分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是（ ）A、 分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空間里自由移動(dòng)B、 分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)C、 分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等D、 分子的速率分布毫無(wú)規(guī)律2、下面關(guān)于溫度的敘述正確的是（ ）A、溫度是表示物體冷熱程度的物理量B、兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有一個(gè)共同的性質(zhì)溫度相同C、溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志D、溫度的高低決定了分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度3、下面關(guān)于氣體壓強(qiáng)的說(shuō)法正確的是（ ）A、氣體對(duì)器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生的B、氣體對(duì)器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于作用在器壁單位

9、面積上的平均作用力C、從微觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能和分子密集程度有關(guān)D、從宏觀角度看，氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體的溫度和體積有關(guān)4、對(duì)于理想氣體下列哪些說(shuō)法是不正確的（ ）A、理想氣體是嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體模型B、理想氣體的分子間沒(méi)有分子力C、理想氣體是一種理想模型，沒(méi)有實(shí)際意義D、實(shí)際氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下，可當(dāng)成理想氣體5、一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)P1、V1、T1變化到狀態(tài)P2、V2、T2。下述過(guò)程不可能的是（ ）A、P2 P1，V2 V1，T2 T1B、P2 P1，V2 V1，T2 T1C、P2 P1，V2 V1，T2 T1D、P2 P1，V2 V1，

10、T2 T1題號(hào)12345答案6、密封的體積為2L的理想氣體，壓強(qiáng)為2atm，溫度為270C。加熱后，壓強(qiáng)和體積各增加20%，則它的最后溫度是 7、用活塞氣筒向一個(gè)容積為V的容器內(nèi)打氣，每次能把體積為V0、壓強(qiáng)為P0的空氣打入容器內(nèi)。若容器內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為P0，打氣過(guò)程中溫度不變，則打了n次后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 8、在溫度為00C、壓強(qiáng)為1.0×105Pa的狀態(tài)下，1L空氣的質(zhì)量是1.29g，當(dāng)溫度為1000C、壓強(qiáng)等于2.0×105Pa時(shí)。1Kg空氣的體積是多少？9、為了測(cè)定湖的深度，將一根試管開(kāi)口向下緩緩壓至湖底，測(cè)得進(jìn)入管中的水的高度為管長(zhǎng)的3/4，湖底水溫為4

11、76;C，湖面水溫為10°C，大氣壓強(qiáng)76cmHg。求湖深多少？10、某房間的容積為20m3，在溫度為170C，大氣壓強(qiáng)為74cmHg，室內(nèi)空氣質(zhì)量為25Kg，則當(dāng)溫度升為270C，大氣壓強(qiáng)為76cmHg時(shí)，室內(nèi)空氣的質(zhì)量為多少？理想氣體的狀態(tài)方程氣體熱現(xiàn)象的微觀意義參考答案 自主學(xué)習(xí)一、理想氣體1.溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律 3、溫度二、理想氣體狀態(tài)方程 2、PV/T=C，P1V1/T1=P2V2T2 3、略4、（1）玻意耳定律，查理定律，蓋·呂薩克定律 （2）P1/T11=P2/T22 5、理想氣體，一定質(zhì)量 6、熱力學(xué)溫度，統(tǒng)一三、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1、大量

12、氣體分子，統(tǒng)計(jì)規(guī)律 2、中間多兩頭少 3、（1）任何一個(gè)方向，相等 （2）增加，減少，增大 4、分子平均動(dòng)能，T=aK四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義1、大量氣體分子頻繁持續(xù)地碰撞器壁，單位面積上的平均作用力2、氣體分子的平均動(dòng)能，單位體積內(nèi)的分子數(shù)，溫度，體積五、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1、一定，分子的密集程度增大，增大2、一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子密集程度保持不變，在這種情況下，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大3、一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增大，只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變典型例題 1、B、D 2、（1）78 （2）11.75cm

13、 3、A 4、D 5、略針對(duì)練習(xí) 1、A、C 2、3.2atm 3、A、B、D 4、A、B 5、略能力訓(xùn)練 1、A、B、C 2、A、B、C、D 3、A、B、C、D 4、A、C 5、B 6、432K7、P0（1+nV0/V） 8、530L 9、30.13m 10、24.8Kg理想氣體的狀態(tài)方程氣體熱現(xiàn)象的微觀意義參考答案 自主學(xué)習(xí)一、理想氣體1.溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律 3、溫度二、理想氣體狀態(tài)方程 2、PV/T=C，P1V1/T1=P2V2T2 3、略4、（1）玻意耳定律，查理定律，蓋·呂薩克定律 （2）P1/T11=P2/T22 5、理想氣體，一定質(zhì)量 6、熱力學(xué)溫度，統(tǒng)一三、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1、大量氣體分子，統(tǒng)計(jì)規(guī)律 2、中間多兩頭少 3、（1）任何一個(gè)方向，相等 （2）增加，減少，增大 4、分子平均動(dòng)能，T=aK四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義1、大量氣體分子頻繁持續(xù)地碰撞器壁，單位面積上的平均作用力2、氣體分子的平均動(dòng)能，單位體積內(nèi)的分子數(shù)，溫度，體積五、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1、一定，分子的密集程度增大，增大2、一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時(shí)，分子密集程度保持不變，在這種情況下，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大3、一定質(zhì)