2018屆高中物理第八章氣體第3節(jié)理想氣體狀態(tài)方程課件新人教版.pptx

1、第三節(jié)理想氣體狀態(tài)方程,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1知道什么是理想氣體，明確在什么情況下可以將實際氣體當(dāng)成理想氣體。 2理解一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容和表達(dá)式，知道理想氣體狀態(tài)方程的適用條件。 3能應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程分析解決一些實際問題。,一、理想氣體 1定義：在任何溫度、任何壓強下都遵從_的氣體叫作理想氣體。 2實驗氣體可視為理想氣體的條件：實際氣體在溫度不太 _(不低于零下幾十?dāng)z氏度)、壓強不太 _(不超過大氣壓的幾倍)時，可以當(dāng)成理想氣體。,氣體實驗定律,低,大,自主思考判一判 1(1)理想氣體是為了研究問題的方便提出的一種理想模型。( ) (2)任何氣體都可看作理想氣體。( ) (3)實際氣體在

2、壓強不太大，溫度不太低的條件下可視為理想氣體。( ),二、理想氣體的狀態(tài)方程 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，壓強與體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值_。,3適用條件：一定_的_氣體。,保持不變,質(zhì)量,理想,自主思考判一判 2(1)一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變，體積不變，壓強增大。( ) (2)一定質(zhì)量的理想氣體，溫度、壓強、體積可以同時變化。( ) (3)一定質(zhì)量的理想氣體，三個狀態(tài)參量中可以只有兩個變化。( ),燒開水時，水燒開了一般不會溢出，而熬粥時很容易溢出，你能解釋原因嗎？ 提示水燒開時，水蒸氣泡升到水面，就立即爆破，不會積聚起來，水面的高度不會升高太多，水

3、就不會溢瀉出來。 粥燒開時，由于米粒的淀粉和水混合變成糊狀，增大了粥的粘性，導(dǎo)致水蒸氣泡不易爆破，一直積聚在面上，愈堆愈高，就從煲蓋溢瀉出來，把煲蓋掀開，用筷子撐著使蓋與煲離開一段距離，利用空氣冷縮氣泡，就可以減輕溢出的程度。,考點一理想氣體狀態(tài)方程 1理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律,由此可見，三個氣體實驗定律是理想氣體狀態(tài)方程的特例。,2理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用要點 (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(dá)式，壓強的確定往往是個關(guān)鍵，常需結(jié)合力學(xué)知識(

4、如力的平衡條件或牛頓運動定律)才能寫出表達(dá)式。,(3)認(rèn)過程：過程表示兩個狀態(tài)之間的一種變化式，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(guān)系的分析中才能確定，認(rèn)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，選用理想氣體狀態(tài)方程或某一實驗定律，代入具體數(shù)值，T必須用熱力學(xué)溫度，p、V的單位要統(tǒng)一，最后分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義。,例1 如圖831，絕熱汽缸A與導(dǎo)熱汽缸B橫截面積相同，均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦。兩汽缸內(nèi)都裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為V0、溫度均為T0，緩慢

5、加熱A中氣體，停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后，A中氣體壓強變?yōu)樵瓉淼?.2倍，設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變，求汽缸A中氣體的體積VA和溫度TA。,圖831,審題指導(dǎo)B氣體作等溫變化。 A、B氣體的體積之和不變。 【解析】設(shè)初態(tài)壓強為p0，膨脹后A、B壓強相等，均為1.2p0。 B中氣體始末狀態(tài)溫度相等，則有p0V01.2p0(2V0VA),1一個半徑為0.1 cm的氣泡，從18 m深的湖底上升。如果湖底水的溫度是8 ，湖面的溫度是24 ，湖面的大氣壓強相當(dāng)于76 cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強，即101 kPa，那么氣泡升至湖面時體積是多少？(水1.0 g/cm3，g取9.8 m/s2),答案0.012 cm3,2如圖

6、832所示，一汽缸豎直放在水平地面上，缸體質(zhì)量M10 kg，活塞質(zhì)量m4 kg，活塞橫截面積S2103m2，活塞上面的汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，下面有氣孔O與外界相通，大氣壓強p01.0105 Pa?；钊旅媾c勁度系數(shù)k2103 N/m的輕彈簧相連。當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為127 時彈簧為自然長度， 此時缸內(nèi)氣柱長度L120 cm，g取10 m/s2，活塞不漏氣且與缸壁無摩擦。求：當(dāng)缸內(nèi)氣柱長度L224 cm時，缸內(nèi)氣體溫度為多少K?,圖832,答案720 K,考點二理想氣體狀態(tài)變化的圖像 1一定質(zhì)量的理想氣體不同狀態(tài)變化圖像的比較,2.一定質(zhì)量的理想氣體一般狀態(tài)圖像的處理方法 基本方法，化“

7、一般”為“特殊”，如圖833是一定質(zhì)量的某種氣體的狀態(tài)變化過程ABCA。,圖833,在VT圖線上，等壓線是一簇延長線過原點的直線，過A、B、C三點作三條等壓線分別表示三個等壓狀態(tài)，由圖可知pApBpC，即pApBpC，所以AB壓強增大，溫度降低，體積縮小，BC溫度升高，體積減小，壓強增大，CA溫度降低，體積增大，壓強減小。,例2 內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉壓強為1.0105Pa、體積為2.0103 m3的理想氣體。現(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄缓髮⑵滓瞥鏊郏徛訜?，使氣體溫度變?yōu)?27 。(大氣壓強為1.0105

8、Pa) (1)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積(保留三位有效數(shù)字)； (2)在如圖834所示的pV圖上畫出整個過程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化。,審題指導(dǎo)在活塞上方緩緩倒沙子的過程是一個等溫變化過程，緩慢加熱的過程是一個等壓變化過程。 在pV圖中，等壓過程的圖線為平行于V軸的直線，等容過程的圖線為平行于p軸的直線，等溫過程的圖線為雙曲線的一支。,圖834,(2)如圖所示,【答案】(1)1.5103 m3(2)見解析,名師點撥 理想氣體狀態(tài)變化時注意轉(zhuǎn)折點的確定 轉(zhuǎn)折點是兩個狀態(tài)變化過程的分界點，挖掘隱含條件，找出轉(zhuǎn)折點是應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解決氣體狀態(tài)變化問題的關(guān)鍵。,3(多選)一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化過程的p

9、V圖線如圖835所示，其中A是初始態(tài)，B、C是中間狀態(tài)。AB為雙曲線的一部分，BC與縱軸平行，CA與橫軸平行。如將上述變化過程改用pT圖線和VT圖線表示，則在下列的各圖中正確的是,圖835,解析氣體由AB是等溫過程，且壓強減小，氣體體積增大；由BC是等容過程，且壓強增大，氣體溫度升高；由CA是等壓過程，且體積減小，溫度降低。由此可判斷在pT圖中A錯誤、B正確，在VT圖中C錯誤、D正確。 答案BD,4一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖836甲所示，若狀態(tài)D的壓強是2104 Pa。,圖836,(1)求狀態(tài)A的壓強。 (2)請在乙圖中畫出該狀態(tài)變化過程的p T圖像，并分別標(biāo)出A、B

10、、C、D各個狀態(tài)，不要求寫出計算過程。 解析(1)據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：,(2)AB等容變化、BC等溫變化、CD等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求得各狀態(tài)的參量。pT圖像及A、B、C、D各個狀態(tài)如下圖所示。,答案(1)4104 Pa(2)見解析圖,對于變質(zhì)量問題，直接應(yīng)用氣體實驗定律或理想氣體狀態(tài)方程顯然不合適，關(guān)鍵是如何靈活選擇研究對象，將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量問題，可取原有氣體為研究對象，也可以選擇剩余氣體為研究對象，始末狀態(tài)參量必須對同一部分氣體，可想象“放出”或“漏掉”的氣體與剩余氣體的狀態(tài)相同，將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題，然后利用氣體實驗定律或理想氣體的狀態(tài)方程，就可以確定剩余氣體與“放出”或“漏掉”氣體的體積、質(zhì)量關(guān)系，從而確定剩余氣體和原有氣體間的狀態(tài)變化關(guān)系。,變質(zhì)量問題的處理方法,例題貯氣筒的容積為100 L，貯有溫度為27 、壓強為3