8.3 理想气体状态方程-2016新版

理想气体的状态方程新人教版选修3-3第八章第3节Xiongheping一定质量的某种气体，课前回顾温度不变时，压强p跟体积V成______，表达式：_______或___________。体积不变时，压强p跟温度T成______，表达式：_______或_________。压强不变时，体积V跟温度T成_____，表达式：_______或_________。ppVTTV等温线等容线等压线反比正比正比pT=C2pV=C1p1V1=p2V2p1T1=p2T2VT=C3V1T1=V2T2自学探究一理想气体1、在_____温度_____压强下都严格遵从气体实验定律的气体叫理想气体。任何任何2、实际气体在温度_______压强_______的情况下可以视为理想气体。不太低不太大自学探究二理想气体的状态方程p1V1T1p3V2T1p2V2T2等温变化等容变化p1V1T1p1V2T3p2V2T2等压变化等容变化等温变化：等容变化：p1V1=p3V2p3T1=p2T2消去p3得：p1V1T1=p2V2T2恰当理解例：（多选）关于理想气体，下列说法正确的是（）A.理想气体能严格遵守气体实验定律B.实际气体在温度不太高，压强不太大的情况下，可看成理想气体。D.所有实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体。C.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。AC恰当理解例（多选）关于一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态量p、V、T的变化情况不可能的是（）A.p、V、T都减少B.V减少，p和T都增大D.P增大、V和T减少C.P和V增大、T减少C恰当理解例：(多选)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，在等容降温B.先等温压缩，在等容降温D.先等容降温，再等温压缩C.先等容升温，在等温压缩BD恰当理解例：（多选）一定质量的理想气体经过如图所示的一系列过程，下列说法中正确的是（）A.a→b过程中，气体体积增大，压强减小B.b→c过程中，气体压强不变，体积增大D.c→a过程中，气体内能增大，体积不变C.c→a过程中，气体压强增大，体积变小ADabcpT0学以致用例：在容积为20L的圆筒内装有氧气，温度是27℃时，它的压强是1.0×106Pa。在标准状态下，这些氧气的体积是多大？初状态末状态p1=1.0×106PaV1=20L𝑽𝟐待求T1=(273+27)K由理想气体状态方程有：𝒑𝟏𝑽𝟏𝑻𝟏=𝒑𝟐𝑽𝟐𝑻𝟐带入数据解得：𝑽𝟐=𝟏𝟖𝟐𝐋解：p2=1.0×105PaT2=(273+0)K3-3教学用书P46参考例题学以致用例：某柴油机汽缸容积为0.83×10-3m3，压缩前其中空气温度为47℃，压强为0.8×105Pa。在压缩冲程中，活塞把空气压缩到原体积的1/17,压强增大到4×106Pa。若把汽缸中的空气看做理想气体，试估算这时空气的温度。初状态末状态p2=4×106paT1=(273+47)K𝑻𝟐待求由理想气体状态方程有：𝒑𝟏𝑽𝟏𝑻𝟏=𝒑𝟐𝑽𝟐𝑻𝟐带入数据解得：𝑻𝟐=𝟗𝟒𝟏𝐊解：𝑽𝟐=𝟏𝟏𝟕𝑽𝟏即：𝑻𝟐=668℃p1=0.8×105paV1=0.83×10-3m3教材3-3P25练2学以致用例：已知湖水深度为20m，湖底水温为9℃，水面温度18.4℃，大气压强为1.0×105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来多少倍？（取g=10m/s2,ρ水=1.0×103kg/m3）理解题意：《活页卷》课时作业八题6学以致用例：已知湖水深度为20m，湖底水温为9℃，水面温度18.4℃，大气压强为1.0×105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来多少倍？（取g=10m/s2,ρ水=1.0×103kg/m3）初状态末状态𝒑𝟏=𝒑𝟎+ρ水𝒈𝒉𝒑𝟐=𝒑𝟎𝑽𝟏𝑻𝟏=（273+9）K由理想气体状态方程有：𝒑𝟏𝑽𝟏𝑻𝟏=𝒑𝟐𝑽𝟐𝑻𝟐带入数据解得：𝑽𝟐=𝟑.𝟏𝑽𝟏解：𝑽𝟐待求𝑻𝟐=（273+18.4）K《活页卷》课时作业八题6学以致用例：一个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左、右两室，气缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦。两室中气体温度相等。现利用右室的电热丝对右室气体加热一段时间。达到平衡后，左室的体积变为原来的3/4，气体温度T1=300K。求右室气体的温度。左气体初状态左气体末状态𝒑𝟎p′𝑽𝟎𝑻𝟎𝑻𝟏=300K𝟑𝟒𝑽𝟎𝒑𝟎𝑽𝟎𝑻𝟎=𝒑′∙𝟑𝟒𝑽𝟎𝑻𝟏右气体初状态右气体末状态𝒑𝟎p′𝑽𝟎𝑻𝟎𝑻𝟐待求𝟓𝟒𝑽𝟎𝒑𝟎𝑽𝟎𝑻𝟎=𝒑′∙𝟓𝟒𝑽𝟎𝑻𝟐联立上述两式解得右室气体温度：T2=500K“365”P35典型题组2学以致用例：U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，外界大气压为76cmHg.若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30cm,则此时左管内气体的温度为多少？左气体初状态p1=p0-h1=40cmHgV1=l1S=26ST1=280K左气体末状态p2=p0-h1′=46cmHgV2=l2S=30ST2待求T2=371.5K学以致用例：一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为T1时，活塞上升了h，已知大气压强为P0,重力加速度为g,不计活塞与汽缸间的摩擦。（1）求温度为T1时气体的压强。（2）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度。初状态p1=p0+mg/SV1=2hST1末状态V2=hST2待求p2=p0+(m0+m)g/S学以致用例：贮气筒的容积为100L，贮有温度27℃，压强为30atm的氢气，使用后温度降为21℃，压强降为20atm，求用掉的氢气占原有气体的百分比。理解题意：为了便于用气体体积计算百分比，我们假定用掉的气体与剩余的气体处于相同的温度和压强。初状态末状态《活页卷》课时作业八题8学以致用例：贮气筒的容积为100L，贮有温度27℃，压强为30atm的氢气，使用后温度降为21℃，压强降为20atm，求用掉的氢气占原有气体的百分比。初状态末状态𝒑𝟏=𝟑𝟎atm𝒑𝟐=𝟐𝟎atm𝑽𝟏=𝟏𝟎𝟎𝐋𝑻𝟏=300K由理想气体状态方程有：𝒑𝟏𝑽𝟏𝑻𝟏=𝒑𝟐𝑽𝟐𝑻𝟐带入数据解得末状态所有氢气的体积为解：以初始的全部氢气为研究对象𝑽𝟐待求𝑻𝟐=294K𝑽𝟐=𝟏𝟒𝟕L则用掉的占原气体百分比𝜼=𝑽𝟐−𝑽𝟏𝑽𝟐∙𝟏𝟎𝟎%≈𝟑𝟐%《活页卷》课时作业八题8