（理想氣體的狀態(tài)方程）人教版高中物理選修3-3教學(xué)課件

1、講解人：精品課件 時間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第3節(jié) 理想氣體的狀態(tài)方程第八章 氣體人教版高中物理選修3-3第一頁，共二十頁。1.掌握氣態(tài)方程的表達式2.會用該表達式進行相關(guān)的運算學(xué)習(xí)目標(biāo)第二頁，共二十頁。閱讀教材，同時思考以下幾個問題：1.視為理想氣體的條件是什么：2.理想氣態(tài)滿足什么規(guī)律？問題指導(dǎo)第三頁，共二十頁。假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴(yán)格地遵從氣體實驗定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。理想氣體具有那些特點呢？1、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。2、在溫度不太低,壓強不太大時實際氣體都可看成是理想氣體。

2、3、從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。4、從能量上說：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內(nèi)能只有分子動能。一、理想氣體第四頁，共二十頁。例1.（多選）關(guān)于理想氣體的性質(zhì)，下列說法中正確的是( )A理想氣體是一種假想的物理模型，實際并不存在B理想氣體的存在是一種人為規(guī)定，它是一種嚴(yán)格遵守氣體實驗定律的氣體C一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增大，其溫度一定升高D氦是液化溫度最低的氣體，任何情況下均可視為理想氣體ABC一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定 ,與氣體的體積無關(guān).一、理想氣體第五頁，共二十

3、頁。如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體從A到B經(jīng)歷了一個等溫過程，從B到C經(jīng)歷了一個等容過程。分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示氣體在A、B、C三個狀態(tài)的狀態(tài)參量，那么A、C狀態(tài)的狀態(tài)參量間有何關(guān)系呢？0pVABCTA=TB【問題】如果某種氣體的三個狀態(tài)參量（p、V、T）都發(fā)生了變化，它們之間又遵從什么規(guī)律呢？一、理想氣體第六頁，共二十頁。推導(dǎo)過程從AB為等溫變化：由玻意耳定律pAVA=pBVB從BC為等容變化：由查理定律0pVABC又TA=TB VB=VC解得：一、理想氣體第七頁，共二十頁。1、內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體在從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)時，盡管p、V

4、、T都可能改變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值保持不變。2、公式：或3、使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體.注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由理想氣體的物質(zhì)的量決定二、理想氣體的狀態(tài)方程第八頁，共二十頁。例題2:一水銀氣壓計中混進了空氣，因而在27，外界大氣壓為758mmHg時，這個水銀氣壓計的讀數(shù)為738mmHg，此時管中水銀面距管頂80mm，當(dāng)溫度降至-3時，這個氣壓計的讀數(shù)為743mmHg，求此時的實際大氣壓值為多少毫米汞柱？二、理想氣體的狀態(tài)方程第九頁，共二十頁。p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 KT2=273+（-3）=

5、270K解得： p=762.2 mmHgp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3解：以混進水銀氣壓計的空氣為研究對象初狀態(tài)：末狀態(tài)：由理想氣體狀態(tài)方程得：二、理想氣體的狀態(tài)方程第十頁，共二十頁。4、氣體密度式：以1mol的某種理想氣體為研究對象，它在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 根據(jù) 得：或二、理想氣體的狀態(tài)方程第十一頁，共二十頁。設(shè) 為1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的常量，叫做摩爾氣體常量 注意:R的數(shù)值與單位的對應(yīng)P(atm),V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa),V (m3): R=8.31 J/molK一摩爾理想氣體的狀態(tài)方程 ：通常寫成 5、摩爾氣體

6、常量：二、理想氣體的狀態(tài)方程第十二頁，共二十頁?；?克拉珀龍方程是任意質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程，它聯(lián)系著某一確定狀態(tài)下，各物理量的關(guān)系。對實際氣體只要溫度不太低，壓強不太大就可應(yīng)用克拉珀龍方程解題三、克拉珀龍方程第十三頁，共二十頁。例3.使一定質(zhì)量的理想氣體按圖甲中箭頭所示的順序變化,圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線.(1)已知氣體在狀態(tài)A的溫度TA=300 K,求氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多少.(2)將上述狀態(tài)變化過程在圖乙中畫成用體積V和溫度T表示的圖線（圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點，并且要畫箭頭表示變化的方向）.且說明每段圖線各表示什么過程.由p-V圖可直觀地看出氣體在A、B

7、、C、D各狀態(tài)下壓強和體積TB=TC=600 KTD=300 K等壓膨脹等溫膨脹等壓壓縮由B到C,由玻意耳定律有pBVB=pCVC,得 三、克拉珀龍方程第十四頁，共二十頁。例：如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB變化到B，在此過程中，氣體分子的平均速率的變化情況是（ ）V/L1231230p/atmABCA、不斷增大B、不斷減小C、先減小后增大D、先增大后減小D三、克拉珀龍方程第十五頁，共二十頁。一、理想氣體：在任何溫度和任何壓強下都能嚴(yán)格地遵從氣體實驗定律的氣體二、理想氣體的狀態(tài)方程或注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由氣體的物質(zhì)的量決定氣體密度式：三、克拉珀龍方程或 摩爾

8、氣體常量：P(atm),V (L): R=0.082 atmL/molKP(Pa),V (m3): R=8.31 J/molK小結(jié)第十六頁，共二十頁。1.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列狀態(tài)變化中可能的是()A使氣體體積增加而同時溫度降低B使氣體溫度升高，體積不變、壓強減小C使氣體溫度不變，而壓強、體積同時增大D使氣體溫度升高，壓強減小，體積減小A課堂訓(xùn)練第十七頁，共二十頁。2.某氣象探測氣球內(nèi)充有溫度為27 、壓強為1.5105 Pa的氦氣，其體積為5 m3.當(dāng)氣球升高到某一高度時，氦氣溫度為200 K，壓強變?yōu)?.8105 Pa，求這時氣球的體積多大？初態(tài)溫度T1(27327) K300 K由課堂訓(xùn)練第十八頁，共二十頁。3.如圖所示，粗細(xì)均勻一端封閉一端開口的U形玻璃管，當(dāng)t131 ，大氣壓強p076 cmHg時，兩管水銀面相平，這時左管被封閉的氣柱長L18 cm，求：當(dāng)溫度t2等于多少時，左管氣柱L2為9