高中物理选修3-3优质课件：习题课 气体实验定律和理想气体状态方程的应用

压强不太大的条件下才可当作理想气体,在压强很大和温度很低的情
形下,分子的大小和分子间的相互作用力就不能忽略,D选项错误。
答案:ABC
随堂检测
1
2
3
4
5
2.(多选)关于理想气体的状态变化,下列说法正确的是(
)
A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃
时,其体积增大为原来的2倍
C
C
p
p
V= T,斜率 k= ,即斜率越大,对
应的压强越小
V 与 t 成线性关系,但不成正比,
图线延长线均过(-273.15,0)点,
斜率越大,对应的压强越小
探究学习
探究一
探究二
2.一定质量的理想气体一般状态图象的处理方法
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。
(3)认过程:过程表示两个状态之间的一种变化式,除题中条件已
直接指明外,在许多情况下,往往需要通过对研究对象跟周围环境
的相互关系的分析中才能确定,认清变化过程是正确选用物理规律
的前提。
(4)列方程:根据研究对象状态变化的具体方式,选用理想气体状
态方程或某一实验定律,代入具体数值,T必须用热力学温度,p、V的
的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系。
探究学习
探究一
探究二
解析:从 A→B 为等温变化过程,根据玻意耳定律可得 pAVA=pBVB
①
从

B→C 为等容变化过程,根据查理定律可得

②
③
④
由题意可知:TA=TB
VB=VC

联立①②③④式可得

第3节
理想气体的状态方程
目标导航
学习目标 1.能说出理想气体模型的特点。 2.掌握理想气体状态方程的公式。 3.会运用理想气体状态方程解决实际问题以及图象问 题。 重点:对理想气体状态方程的理解及应用。 难点:图象的转化问题。注意 T 与 t 的区别。
重点难点
激趣诱思
如图所示的储气罐中存有高压气体 ,在其状态发生变化时, 还遵 守气体实验定律吗 ?低温状态气体还遵守实验定律吗?为什么 ?
简答 :在高压、低温状态下,气体状态发生改变时,将不会严格遵 守气体实验定律了 ,因为在高压、低温状态下 ,气体的状态可能已接 近或达到液态,故气体实验定律将不再适用。
预习导引
一、理想气体 1.物理模型:为了研究问题的方便, 可以设想一种气体,在任何温 度、任何压强下都遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫作理想 气体。 2.简化条件:在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气 压的几倍时,实际气体可以当成理想气体来处理。 预习交流 教材中多次提到了 “理想气体 ”,你是如何理解理想气体的 ? 答案 :(1)理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想模型,是 实际气体的一种近似 ,实际上并不存在,就像力学中质点、电学中点 电荷模型一样。 (2)从宏观上讲,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。而在微观意义上,理想气体是指分子本身大小与 分子间的距离相比可忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和 斥力的气体。
答案 :一定质量的理想气体的状态方程为 分别除以被研究气体的质量 m ,可以得到方程
������1 ������1 ������1 ������1
=
������2 ������2 ������2 ������2
,等式两边 ,这就是一�����1 ������1=

10
(1)理想气体有哪些特点?
答案:从微观上说:分子间忽略除碰撞外其他的作用力,忽略分子自身的 大小和体积;从能量上说:理想气体的微观本质是忽略了分子力,没有分 子势能,理想气体的内能只与分子动能有关.
(2)理想气体都严格遵从三个实验定律,那么实际气体严格遵守气体实验 定律吗? 答案:玻意耳定律、查理定律和盖—吕萨克定律,都是在压强不太大(和 大气压强相比),温度不太低(和室温相比)的条件下根据实验总结出来 的.当压强很大、温度很低时,由上述气体定律得出的结果和实际测量 的结果有很大的差别,所以实际气体并不严格遵守气体实验定律.
表达式: p1V1 = p2V2 或 pV =C.
T1
T2
T
12
[要点归纳]
1.理想气体 (1)理解:理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想化模型,是实际气 体的一种近似,就像力学中质点、电学中点电荷模型一样,突出矛盾的主要 方面,忽略次要方面,从而认识物理现象的本质,是物理学中常用的方法. (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以忽略不计,分子可视 为质点. ③理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力,故无分子势能,因此 理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和,一定质量的理想气体内能 只与温度有关.
25
(3)推导理想气体状态方程的过程中先后经历了等温变化、等容变化两 个过程,始、末状态参量的关系与中间过程是否有关?
答案:与中间过程无关.中间过程只是为了应用学过的规律(如玻意耳定 律、查理定律等),研究始、末状态参量之间的关系而采用的一种手段 罢了.
26
[要点归纳] 1.一定质量的气体不同图象的比较
11
(3)理想气体的内能仅与温度有关吗?

习题课气体实验定律和理想气体状态方程的应用相关联的两部分气体的分析方法[要点归纳]这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体积这些量间有一定的关系，分析清楚这些关系是解决问题的关键，解决这类问题的一般方法：(1)分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据状态方程列式求解。

(2)认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程。

(3)多个方程联立求解。

[精典示例][例1]用销钉固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比V A∶V B＝2∶1，如图1所示，起初A中有温度为127 ℃、压强为1.8×105 Pa的空气，B中有温度为27 ℃、压强为1.2×105 Pa的空气，拔去销钉，使活塞可以无摩擦地移动且不漏气，由于容器壁缓慢导热，最后两部分空气都变成室温27 ℃，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强。

图1[解析] 对A 空气，初状态：p A ＝1.8×105 Pa ，V A ＝？，T A ＝400 K 。

末状态：p A ′＝？，V A ′＝？，T A ′＝300 K ， 由理想气体状态方程p A V A T A ＝p A ′V A ′T A′得：1.8×105V A 400＝p A ′V A ′300对B 空气，初状态：p B ＝1.2×105 Pa ，V B ＝？T B ＝300 K 。

末状态：p B ′＝？，V B ′＝？，T B ′＝300 K 。

由理想气体状态方程p B V B T B ＝p B ′V B ′T B′得：1.2×105V B 300＝p B ′V B ′300又V A ＋V B ＝V A ′＋V B ′， V A ∶V B ＝2∶1，p A ′＝p B ′，联立以上各式得p A ′＝p B ′＝1.3×105 Pa 。

[答案] 都为1.3×105 Pa两部分气体问题中，对每一部分气体来讲都独立满足pVT ＝常数；两部分气体往往满足一定的联系：如压强关系、体积关系等，从而再列出联系方程即可。