第3節(jié)　第2課時　理想氣體狀態(tài)方程和氣體實驗定律的微觀解釋 教學課件

物理第二章氣體、固體和液體第3節(jié)氣體的等壓變化和等容變化第2課時理想氣體狀態(tài)方程和氣體實驗定律的微觀解釋01必備知識素養(yǎng)奠基02關鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達標知識點1理想氣體1．理想氣體：在______溫度、____壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。2．理想氣體與實際氣體實際氣體在溫度不低于_____________________、壓強不超過__________________時，可以當成理想氣體來處理。任何任何零下幾十攝氏度大氣壓的幾倍[判一判]1．(1)實際氣體在常溫常壓下可看作理想氣體。(

)(2)理想氣體是為了研究問題的方便提出的一種理想化模型。(

)√√知識點2理想氣體的狀態(tài)方程1．內(nèi)容：一定______的某種理想氣體，在從一個狀態(tài)(p1、V1、T1)變化到另一個狀態(tài)(p2、V2、T2)時，壓強p跟體積V的乘積與________________的比值保持不變。2．表達式：_______。3．成立條件：一定______的理想氣體。質(zhì)量熱力學溫度T質(zhì)量[判一判]2．(1)對于不同的理想氣體，其狀態(tài)方程＝C中的常量C相同。(

)(2)一定質(zhì)量的理想氣體，溫度和體積均增大到原來的2倍時，壓強增大到原來的4倍。(

)××知識點3氣體實驗定律的微觀解釋1．玻意耳定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體,溫度保持不變時，分子的平均動能是一定的。體積減小時，分子的數(shù)密度______，單位時間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強就______(均選填“增大”或“減小”)。增大增大2．蓋-呂薩克定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的平均動能______，只有氣體的體積同時______，使分子的數(shù)密度______，才能保持壓強______(均選填“增大”“減小”或“不變”)。3．查理定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的數(shù)密度保持不變，溫度升高時，分子的平均動能______，氣體的壓強就______(均選填“增大”或“減小”)。增大增大減小不變增大增大[判一判]3．(1)一定質(zhì)量的理想氣體，體積增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少，氣體的壓強一定減小。(

)(2)一定質(zhì)量的某種理想氣體，若p不變，V增大，則T增大，是由于分子數(shù)密度減小，要使壓強不變，需使分子的平均動能增大。(

)×√1．(對理想氣體的理解)(多選)關于理想氣體的性質(zhì),下列說法正確的是(

)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，即它是一種嚴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，任何情況下均可當成理想氣體√√√解析：理想氣體是在研究氣體性質(zhì)的過程中建立的一種理想化模型，現(xiàn)實中并不存在，其具備的特性均是人為規(guī)定的，A、B正確；對于理想氣體，分子間不存在相互作用力，也就沒有分子勢能，其內(nèi)能的變化即為分子動能的變化，宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化，C正確；實際中的不易液化的氣體,包括液化溫度最低的氦氣，只有溫度不太低、壓強不太大的條件下才可當成理想氣體，在壓強很大和溫度很低的情形下，分子的大小和分子間的相互作用力就不能忽略，D錯誤。2．(理想氣體狀態(tài)方程的應用)(多選)對于一定質(zhì)量的氣體，當它們的壓強和體積發(fā)生變化時，以下說法正確的是(

)A.壓強和體積都增大時，其分子平均動能不可能不變B．壓強和體積都增大時，其分子平均動能有可能減小C．壓強增大，體積減小時，其分子平均動能一定不變D．壓強減小，體積增大時，其分子平均動能可能增大√√3．(對氣體實驗定律的微觀解釋)在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊，不易拔出來，這種現(xiàn)象的主要原因是(

)A．軟木塞受潮膨脹

B．瓶口因溫度降低而收縮變小C．白天氣溫升高，大氣壓強變大

D．瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓強減小解析：冬季氣溫較低，瓶中的氣體在V不變時，因溫度T減小而使壓強p減小，這樣瓶外的大氣壓力將瓶塞下推，使瓶塞蓋得緊緊的，所以拔起來就感到很吃力，故D正確。√探究一對理想氣體的理解1．理想氣體嚴格遵守氣體實驗定律及理想氣體狀態(tài)方程。2．理想氣體分子本身的大小與分子間的距離相比可忽略不計，分子不占空間，可視為質(zhì)點。它是對實際氣體的一種科學抽象，是一種理想模型，實際并不存在。3．理想氣體分子除碰撞外，無相互作用的引力和斥力。4．理想氣體分子無分子勢能的變化，內(nèi)能等于所有分子熱運動的動能之和，只和溫度有關?！纠?】

(多選)下列對理想氣體的理解正確的有(

)A．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型B．只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體C．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關D．在任何溫度、任何壓強下，理想氣體都遵從氣體實驗定律√√[解析]

理想氣體是一種理想模型，溫度不太低、壓強不太大的實際氣體可視為理想氣體；理想氣體在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律，A、D正確，B錯誤；一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，與體積無關，C錯誤。探究二理想氣體狀態(tài)方程的應用1．選對象：根據(jù)題意，選出所研究的某一部分氣體，這部分氣體在狀態(tài)變化過程中，其質(zhì)量必須保持一定。2．找參量：找出作為研究對象的這部分氣體發(fā)生狀態(tài)變化前后的一組p、V、T數(shù)值或表達式，壓強的確定往往是關鍵，常需結合力學知識(如力的平衡條件或牛頓運動定律)才能寫出表達式。3．認過程：過程表示兩個狀態(tài)之間的一種變化方式，除題中條件已直接指明外，在許多情況下，往往需要通過對研究對象跟周圍環(huán)境的相互關系的分析才能確定，認清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提。4．列方程：根據(jù)研究對象狀態(tài)變化的具體方式，選用氣態(tài)方程或某一實驗定律，代入具體數(shù)值，T必須用熱力學溫度，p、V的單位需統(tǒng)一，但沒有必要統(tǒng)一到國際單位，兩邊一致即可，最后分析討論所得結果的合理性及其物理意義?！纠?】如圖所示，一足夠長的汽缸豎直放置在水平地面上，用不計質(zhì)量、密封好的活塞封閉一定量的理想氣體，缸內(nèi)有一開有小孔的薄隔板將氣體分為A、B兩部分，活塞的橫截面積為S,與汽缸壁之間無摩擦。初始時A、B兩部分容積相同，溫度均為T，大氣壓強為p0?！纠?】導熱良好、粗細均勻的U形玻璃管豎直放置，左端封閉，右端開口。初始時，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖所示，下方水銀柱足夠長且左、右兩側水銀面等高。已知大氣壓強p0＝75cmHg保持不變，環(huán)境初始溫度為T1＝300K?，F(xiàn)緩慢將玻璃管處環(huán)境溫度提升至T2＝330K。求：(1)右側空氣柱長度；(2)左側管內(nèi)水銀面下降的高度?！烫骄咳龤怏w實驗定律的微觀解釋1．玻意耳定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體,在溫度保持不變時，體積減小，壓強增大；體積增大，壓強減小。(2)微觀解釋：溫度不變，分子的平均動能不變。體積減小，分子的數(shù)密度增大，單位時間內(nèi)撞到單位面積器壁上的分子數(shù)就越多，氣體的壓強就越大，如圖所示。2．查理定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在體積保持不變時，溫度升高,壓強增大；溫度降低，壓強減小。(2)微觀解釋：體積不變，則分子數(shù)密度不變，溫度升高，分子平均動能增大，分子撞擊器壁的作用力變大，所以氣體的壓強增大，如圖所示。3．蓋－呂薩克定律(1)宏觀表現(xiàn)：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在壓強不變時，溫度升高，體積增大，溫度降低，體積減小。(2)微觀解釋：溫度升高，分子平均動能增大，撞擊器壁的作用力變大，要使壓強不變，則需影響壓強的另一個因素，即分子的數(shù)密度減小，所以氣體的體積增大，如圖所示?！纠?】

(多選)對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是(

)A．體積不變，壓強增大時，氣體分子的平均動能一定增大B．溫度不變，壓強減小時，氣體的密度一定減小C.壓強不變，溫度降低時，氣體的密度一定減小D．溫度升高，壓強和體積都可能不變√√[解析]

根據(jù)氣體壓強、體積、溫度的關系可知，體積不變，壓強增大時，氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，A正確；溫度不變，壓強減小時，氣體體積增大，氣體的密集程度減小,B正確；壓強不變，溫度降低時，體積減小，氣體的密集程度增大，C錯誤；溫度升高，壓強、體積中至少有一個發(fā)生改變，D錯誤。[針對訓練3]

(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強增大，用分子動理論的觀點分析，這是因為(

)A．氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B．單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C．氣體分子的總數(shù)增加D．氣體分子的密集程度增大