2.3.2氣體的等壓變化和等容變化之理想氣體狀態(tài)方程課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

2.3.2理想氣體狀態(tài)方程一、理想氣體和理想氣體狀態(tài)方程1、理想氣體：在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都嚴(yán)格遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體叫做“理想氣體”。（1）理想氣體是一種理想模型,溫度不太低,壓強(qiáng)不太大時(shí)的實(shí)際氣體都可看成是理想氣體；（2）理想氣體分子間距離L>10r0,分子可看作質(zhì)點(diǎn)；（3）分子力可忽略，無分子勢能,溫度也是內(nèi)能的標(biāo)志.

通過對氣體的三大實(shí)驗(yàn)定律的學(xué)習(xí)已知如果一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)參量P、V、T都發(fā)生變化，那么三個(gè)狀態(tài)參量會(huì)遵循什么樣的規(guī)律？猜想：OpVACA到C還可以假設(shè)哪些特殊變量的中間過渡狀態(tài)？?B【探究一下】如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體的P-V圖像如圖所示，從A到C的過程中，狀態(tài)參量P、V、T都發(fā)生了變化，那么PA、VA、TA與PC、VC、TC關(guān)系如何？（1）思維方法：將一般問題轉(zhuǎn)化為特殊問題，使問題有規(guī)律可循。（2）探究方法：控制變量法，減少未知量，使困難問題簡單化（3）轉(zhuǎn)化方法：假設(shè)特殊變量的中間過渡狀態(tài)參量，但可消除又不影響結(jié)論

2、理想氣體狀態(tài)方程（1）內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體,在從某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時(shí),其壓強(qiáng)P、體積V

和溫度T

可能同時(shí)發(fā)生改變,但是壓強(qiáng)P

跟體積

V

的乘積與熱力學(xué)溫度T的比值卻保持不變.應(yīng)用求值時(shí)，溫度必須是熱力學(xué)溫度T，壓強(qiáng)p和體積V單位要統(tǒng)一，可以不是國際單位.②常數(shù)C:C與氣體的質(zhì)量和種類有關(guān)，與（P、V、T）無關(guān).（2）

表達(dá)式：或①對象：一定質(zhì)量的某種理想氣體

氣體的三大實(shí)驗(yàn)定律是理想氣體狀態(tài)方程的特殊情況3、理想氣體狀態(tài)方程和氣體實(shí)驗(yàn)定律關(guān)系：①R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．R=8.31J/mol·K或R=0.082atm·L/mol·K3、理想氣體狀態(tài)方程推論：②等溫、等壓、等容常數(shù)C的說明溫度越高，C越大，即PV乘積越大（1）推論1：克拉伯龍方程壓強(qiáng)越大，C越小，V-T斜率k越小體積越大，C越小,P-T斜率k越小一定質(zhì)量已知種類的狀態(tài)不同的多個(gè)理想氣體的PV/T的比值之和是個(gè)定值②和等溫分態(tài)公式關(guān)系：

P1V1T1P2V2T2P4V4TPVTP3V3T是理想氣體狀態(tài)方程分態(tài)公式的特殊情況（2）推論2：理想氣體狀態(tài)方程分態(tài)公式①本質(zhì)分態(tài)公式的本質(zhì)是氣體的種類和質(zhì)量不變PV＝P1V1＋P2V2＋…

1.玻意耳定律(等溫變化)

P1V1=P2V2(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的理想氣體，溫度保持不變，體積越大壓強(qiáng)越?。?、實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋

(2)微觀解釋：(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量理想氣體，壓強(qiáng)保持不變時(shí)，溫度越高體積越大。2.蓋-呂薩克定律(等壓變化)

(2)微觀解釋：(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量理想氣體，體積不變時(shí)，溫度越高壓強(qiáng)越大.3.查理定律(等容變化)

(2)微觀解釋：

判斷V-T圖像的壓強(qiáng)變化:

OVABC

OPABC

OPABC斜率越大,體積越小斜率越大,溫度越高8、一般狀態(tài)變化圖像的狀態(tài)參量變化的判斷方法：方法：過一般狀態(tài)點(diǎn)作等壓、等溫、等容線，將“一般點(diǎn)”轉(zhuǎn)移到“特殊線”上，然后通過圖像的斜率或常數(shù)C與物理量關(guān)系進(jìn)行判斷

斜率越大,壓強(qiáng)越小；【例題1】（多選）一定質(zhì)量的理想氣體，下列變化可能的是()A．體積增大，壓強(qiáng)減小，溫度不變B．體積增大，壓強(qiáng)增大，溫度升高C．體積增大，壓強(qiáng)增大，溫度降低D．體積減小，壓強(qiáng)增大，溫度降低ABD【例題2】一定質(zhì)量的理想氣體，初狀態(tài)是(p0、V0、T0)，經(jīng)過一個(gè)等壓過程，溫度升高到3T0/2，再經(jīng)過一個(gè)等容變化，壓強(qiáng)減小到p0/2，則氣體最后的狀態(tài)是()A．3p0/4，3V0/2，3T0/2B．p0/2，3V0/2，3T0/4C．p0/2，3V0，3T0/2D．以上答案均不對B【例題3】氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)時(shí)溫度為0℃，大氣壓為1atm(設(shè)其值為105Pa)、氣缸橫截面積為500cm2，活塞重為5000N。則：（1）氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為多少？（2）如果開始時(shí)內(nèi)部被封閉氣體的總體積為0.8V，汽缸上部體積為0.2V，并且汽缸口有個(gè)卡環(huán)可以卡住活塞，使之只能在汽缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所有摩擦不計(jì)。現(xiàn)在使氣缸內(nèi)的氣體加熱至273℃，求氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)又為多少？30°謝謝再見！【例題2】（等壓變化的變質(zhì)量問題）容器中裝有某種氣體，且容器上有一個(gè)小口與外界大氣相通，原來容器內(nèi)的溫度為27℃，若把它加熱到127℃，容器中剩余的空氣質(zhì)量和原來質(zhì)量的比值？

若求容器中溢出的空氣質(zhì)量和原來質(zhì)量的比值？方法一、蓋-呂薩克定律（整體法）【例題2】（等壓變化的變質(zhì)量問題）容器中裝有某種氣體，且容器上有一個(gè)小口與外界大氣相通，原來容器內(nèi)的溫度為27℃，若把它加熱到127℃，容器中剩余的空氣質(zhì)量和原來質(zhì)量的比值？

方法二、蓋-呂薩克定律（隔離法）【例題5】（變質(zhì)量問題）容器中裝有某種氣體，且容器上有一個(gè)小口與外界大氣相通，原來容器內(nèi)的溫度為27℃，若把它加熱到127℃，容器中剩余的空氣質(zhì)量和原來質(zhì)量的比值？該方法宜用于選擇題，計(jì)算題慎用方法三、克拉伯龍方程

【變式訓(xùn)練】(多選)如圖所示是治療常用的一種火罐,使用時(shí),先加熱罐中氣體,然后迅速按到皮膚上,降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部,從而吸附在皮膚上.某次使用時(shí),先將氣體由300K加熱到400K,按在皮膚上后,又降至300K,由于皮膚凸起,罐內(nèi)氣體體積變?yōu)楣奕莘e的15/16,以下說法正確的是(罐內(nèi)氣體可視為理想氣體)(

)A.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的3/4B.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的3/7C.溫度降至300K時(shí),罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/4D.溫度降至300K時(shí),罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/5AD

【例題2】一定質(zhì)量的理想氣體的P-t圖像如圖所示，從A狀態(tài)到B狀態(tài)過程中，則氣體的體積變化(

)A.一定增加B.一定徑向C.一定不變D.可能增大可能減小也可能不變

OPABD

【變式訓(xùn)練】（圖像一般變化的判斷）如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB變化到狀態(tài)B，A、C、B三點(diǎn)所對應(yīng)的熱力學(xué)溫度分別記為TA：TB：TC，在此過程中，氣體的溫度之比TA：TB：TC為()A.1:1:1

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

D.4:4:3C

圖像改為P-T圖像，則體積比如何？改為V-T圖像，則壓強(qiáng)比如何？看斜率的倒數(shù)【例題1】（多選）.A、B兩個(gè)汽缸中充有質(zhì)量相同的氧氣,其V-T圖線如圖所示,從圖中可得(

)A.A汽缸中氧氣的壓強(qiáng)較小B.兩氣缸氧氣的分子數(shù)密度大小無法判斷C.兩汽缸中氣體的分子數(shù)密度相同D.兩汽缸中氣體的壓強(qiáng)相同AB

【例題2】(多選)圖為一定質(zhì)量的理想氣體在兩次不同體積下的等容變化圖線,下列說法正確的是(

)A.a點(diǎn)氣體體積大于b點(diǎn)氣體體積B.a點(diǎn)氣體體積小于b點(diǎn)氣體體積C.a點(diǎn)氣體分子密集程度大于b點(diǎn)氣體分子密集程度D.a點(diǎn)氣體分子的平均動(dòng)能等于b點(diǎn)氣體分子的平均動(dòng)能BCD

【例題3】（多選）封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D,其體積V與熱力學(xué)溫度T關(guān)系如圖所示,