物理选修3-3第八章第3节气体的理想状态方程

第八章气体第3节理想气体的状态方程第八章气体1.了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体．2.能够从气体实验定律推出理想气体的状态方程．3.掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体一、理想气体1．定义：在任何温度、任何压强下都遵从______________的气体叫做理想气体．2．实际气体可视为理想气体的条件：实际气体在温度不太____(不低于零下几十摄氏度)、压强不太____(不超过大气压的几倍)时，可以当成理想气体．气体实验定律低大栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体1．(1)理想气体是为了研究问题的方便提出的一种理想模型．()(2)任何气体都可看做理想气体．()(3)实际气体在压强不太大，温度不太低的条件下可视为理想气体．()√×√栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体二、理想气体的状态方程1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态变化到另一个状态时，压强与体积的乘积与热力学温度的比值__________．2．公式：_____＝C(C为常量)或p1V1T1＝_____．3．适用条件：一定______的______气体．p2V2T2pVT保持不变质量理想栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体2．(1)一定质量的理想气体，温度不变，体积不变，压强增大．()(2)一定质量的理想气体，温度、压强、体积可以同时变化．()(3)一定质量的理想气体，三个状态参量中可以只有两个变化．()×√√栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体理想气体及其状态方程1．理想气体及其特点(1)理想气体：理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点模型一样，是一种理想模型，实际并不存在．(2)特点①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．④理想气体分子无分子势能，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关．2．理想气体状态方程与气体实验定律的关系p1V1T1＝p2V2T2⇒T1＝T2时，p1V1＝p2V2(玻意耳定律)V1＝V2时，p1T1＝p2T2(查理定律)p1＝p2时，V1T1＝V2T2(盖—吕萨克定律)栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体(1)理想气体方面：在涉及气体的内能、分子势能的问题中要特别注意是否为理想气体．(2)状态方程应用时单位方面：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体命题视角1对理想气体的理解(多选)关于理想气体的性质，下列说法正确的是()A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在B．理想气体的存在是一种人为规定，即它是一种严格遵守气体实验定律的气体C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高了D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可当成理想气体栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体(2017·苏州高二检测)一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝4kg，活塞横截面积S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa.活塞下面与劲度系数k＝2×103N/m的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20cm，g取10m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．求：当缸内气柱长度L2＝24cm时，缸内气体温度为多少？[思路点拨]正确分析下列两种情况下活塞的受力是解题的关键：(1)弹簧为自然长度时；(2)气柱长为24cm时．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即一定质量的理想气体．(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2.(3)由状态方程列式求解．(4)讨论结果的合理性．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体用钉子固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VA∶VB＝2∶1，如图所示，起初A中空气温度为127℃、压强为1.8×105Pa，B中空气温度为27℃、压强为1.2×105Pa.拔去钉子后，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器壁缓慢导热，最后都变成室温27℃，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强．[思路点拨](1)A、B中气体最后压强相等．(2)A、B中气体体积之和不变．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体3.(2017·广东仲元中学高二下期中)如图所示，用绝热光滑活塞把汽缸内的理想气体分A、B两部分，初态时已知A、B两部分气体的热力学温度分别为330K和220K，它们的体积之比为2∶1.末态时把A气体的温度升高了70℃，把B气体温度降低了20℃，活塞可以再次达到平衡．求再次达到平衡时(1)气体A与B体积之比；(2)气体A初态的压强p0与末态的压强p的比值．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体【通关练习】1．(2017·吉林松原油田高中高二下月考)一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T.经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是()A．先等温膨胀，再等容降温B．先等温压缩，再等容降温C．先等容升温，再等温压缩D．先等容降温，再等温膨胀栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体2．(2017·广州高二月考)一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0×10－3m3.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa.推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为320K和1.0×105Pa.(1)求此时气体的体积；(2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×104Pa，求此时气体的体积．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体理想气体状态变化的图象问题1．一定质量的气体不同图象的比较名称图象特点其他图象等温线p－VpV＝CT(C为常量)即pV之积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远p－1Vp＝CTV，斜率k＝CT即斜率越大，对应的温度越高栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体名称图象特点其他图象等容线p－Tp＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大，对应的体积越小p－t图线的延长线均过点(－273，0)，斜率越大，对应的体积越小栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体名称图象特点其他图象等压线V－TV＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大，对应的压强越小V－tV与t成线性关系，但不成正比，图线延长线均过点(－273，0)，斜率越大，对应的压强越小栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体2.一般状态变化图象的处理方法基本方法：化“一般”为“特殊”．如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A→B→C→A.在V－T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程，pA′＜pB′＜pC′，即pA＜pB＜pC.栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体(多选)一定质量的气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断()A．ab过程中气体体积不断减小B．bc过程中气体体积不断减小C．cd过程中气体体积不断增大D．da过程中气体体积不断增大栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体图象问题的解题技巧(1)图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程．明确图象的物理意义和特点，区分清楚各个不同的物理过程是解决问题的关键．(2)对于图象转换问题，首先在原图中由理想气体状态方程准确求出各状态的p、V、T，再在其他图象中描出各点．其次根据状态的变化规律确定在其他图象中的图线特点．栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体(2017·河南郏县一高高二下周考)某理想气体经历的两个状态变化的p－T图如图所示，则其p－V图应是()栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体随堂演练：1．(多选)关于理想气体，下列说法中正确的是()A．理想气体的分子间没有分子力B．理想气体是严格遵从气体实验定律的气体模型C．理想气体是一种理想化的模型，没有实际意义D．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体随堂演练：2．(多选)对一定质量的气体，下列说法正确的是()A．温度发生变化时，体积和压强可以不变B．温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化C．如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变D．只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们就说气体状态变化了栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体随堂演练：3.如图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是()A．TA＜TB，TB＜TCB．TA＞TB，TB＝TCC．TA＞TB，TB＜TCD．TA＝TB，TB＞TC栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体随堂演练：4．(多选)(2017·河北定州中学高二考试)一定质量的理想气体经历下列哪些过程，其压强有可能回到初始压强()A．先等容降温，后等温压缩B．先等容降温，后等温膨胀C．先等容升温，后等温膨胀D．先等容升温，后等温压缩栏目导引多维课堂师生互动随堂演练巩固提升预习导学新知探究第八章气体随堂演练：5．(2017·重庆市第八中学高二月考)一正方体铁块质量为8000kg，体积为1m3，沉入湖底．湖面到水底深20m，现在在铁块的前后左右四个面固定四个完全相同的没有充气的气囊(不计气囊本身质量和体积)．湖面上方大气压为1×105Pa，湖面上方空气温度为27℃，湖底温度为7℃.给四个完全相同的气囊充气，估算每个气囊要打入多少体积的湖面上方的空气，铁块才开始上浮？(水的密度为1×103kg/m3，g取10m/s2)