14物理(人教版选修3-3)课件：8.3-理想气体的状态方程

3 理想气体的状态方程

一、教学目标

1、知识与技能：

（1）理解“理想气体”的概念。

（2）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。

2、过程与方法

通过推导理想气体状态方程，培养学生严密的逻辑思维能力。

3、情感态度价值观：

培养分析问题、解决问题的能力及综合的所学知识面解决实际问题的能力。

二、重点、难点分析

1、理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一。

2、对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象，而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。另外在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上也有一定难度。

三、导学流程

前置复习：复述三个实验定律的内容。并在作出它们在p-v、p-t、v-t中的图象。

(一)理想所体

1.阅读教材，写出理想气体的定义。

理想气体：

2.说明：

①理想气体是严格遵守所体实验定律的气体，是理想化模型，是对实际气体的科学抽象。

②实际气体特别是那些不易液化的气体，如氢、氧气、氮气、氦气等，在 的情况下可看作理想气体。

③微观模型：

Ⅰ.体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计；

Ⅱ.分子限、除碰撞外没有其它作用力，即不存在相互的引力和斥力；

Ⅲ.以理想气体的分子势能为零，理想气体的内能等于分子的总动能，即由气体的

物质的量和温度来决定。

（二）理想气体的状态方程

1.问题探究：理想气体的状态方程

⑴提出问题：前面的三个实验定律都是对一定质量的气体在某一个量不变的情况下研究另外两个量的的变化，那么这三个量都变化时三个量之间满足什么样的关系呢？

唐玲

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应用理想气体状态方程解题

复习导入新课：复述应用理想气体状态方程解题的一般步骤。

一、动态问题：

尝试求解下面的二个例题，并分析共同点。

例1、如图所砂，一端封闭粗细均匀的直玻璃管下端插入水银槽，管内水银柱上方有空气，若把玻璃管再稍向上提，管口仍示离开水银面，则管内外水银术的高度差h和封闭气体的压强P的变化是

A、h增大，P增大 B、h增大，P减小

C、h变小，P增大 D、h变小，P减小

例2、如图所示，开口向下的竖直玻璃管的末端有一段水银柱，当玻璃管从竖直位置转过450时，开口端的水银柱将

A、从管的开口端流出一部分

B、不发生变化

C、沿着管子向上移动一段距离

D、无法确定其变化情况

唐玲

小结：自己总结此种类型题目的解题方法是：

二、变质量问题的分析

例3、贮气筒内压缩气体的温度是270C，压强是20atm，从筒内放出一半质量的气体后，并使筒内剩余气体的温度降到120C，问剩余气体的压强为多大？

点拨：通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题。

小结：总结此类题目的分析方法。

拓展：此类分析思想还有如打气问题、抽气问题、漏气问题等。

针对练习：钢瓶内装有3kg气体，当温度是-230C时，压强为4atm，如果用掉1kg后并把温度升高到270C，求此时钢瓶内气体的压强。

当堂练习：

1、如图所示，容器A的体积是B的体积的2倍用带阀门K的细管相连通，K关闭时A贮存100atm270C理想气体，B中贮存有30C的同种气体，打开K，A中有14的气体进入B中平衡后的温度为150C，试求容器B中原气体的压强。

2、某容积为20L的氧气瓶装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小说钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5atm，若每个钢瓶中原有氧气压强为1atm问能分装多少瓶？

3、用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0、压强为P0的空气打入容器内。若容器内原有空气的压强为P0，大气过程中温度不变，这打了n次后容器内的气体的压强为多少？

-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------

金戈铁骑 第八章 3 理想气体的状态方程

基础达标

1．一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则三个状态的温度之比是(

)

A．1∶3∶5 B．3∶6∶5

C．3∶2∶1 D．5∶6∶3

【答案】B

解析：由状态方程知p1V1T1＝p2V2T2＝p3V3T3，代入数据可以得出，T1∶T2∶T3＝3∶6∶5．

2．(2018徐州名校质检)一定质量的理想气体，状态变化由a到b到c，其p－t图中直线ab平行p坐标轴(t为摄氏温标)，直线bc通过坐标原点，三状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则根据图象可以判定( )

A．Va>Vb B．Va＝Vb

C．Vb>Vc D．Vb＝Vc

【答案】C

解析：根据理想气体的状态方程有pVT＝C，其中a→b温度不变，压强减少，即体积增大，故VaVc，故C正确．

3．(2019韶关名校月考)如图所示，表示一定质量的气体的状态由A经B到C回到A的图象，其中AB延长线通过坐标原点．BC和AC分别与T轴和V轴平行．则下列描述正确的是( )

-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------

金戈铁骑 A．A→B过程气体压强增加

B．B→C过程气体压强不变

C．C→A过程气体分子密度减小

D．A→B过程气体分子平均动能增加

【答案】D

解析：过各点的等压线如图，从状态A到状态B，同一条斜线上，压强相等，故A错误；从状态B到状态C，斜率变大，则压强变小，故B错误；从状态C到状态A，温度不变，体积减小，则单位体积内的分子数增大，故C错误；从状态A到状态B，温度升高，则分子平均动能增大，故D正确．

4．(2019梧州名校检测)如图所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且V1＝V2>V3，h1

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高二物理理想气体状态方程练习

【同步达纲练习】

1.一定质量的理想气体，从初态(P1，V1，T1)变化到终态(P2，V2，T2)，下列各量关系中不可能实现的应为( )

A.P1＞P2，V1＞V2，T1＞T2 B.P1＞P2，V1＞V2，T1＜T2

C.P1＜P2，V1＞V2，T1＜T2 D.P1＜P2，V1＜V2，T1＞T2

2.对一定质量的理想气体，在下列各种过程中，可能发生的过程是：( )

A.气体膨胀对外做功，温度升高 B.气体吸热，温度降低

C.气体放热，压强增大 D.气体放热，温度不变

3.如图13.3-8所示，A、B两点表示一定质量的理想气体的两个状态，当气体自状态A变化到状态B时( )

A.体积必须变大

B.有可能经过体积减小的过程

C.外界必然对气体做正功

D.气体必然从外界吸热

4.如下图所示，能反映理想气体经历了等温变化等容变化等压变化，又回到原来状态的图是( )

5.一汽泡以30m深的海底升到水面，设水底温度是4℃，水面温度是15℃，那么汽泡在水面的体积约是水底时( )

A.3倍 B.4倍

C.5倍 D.12倍

6.如下图甲所示，P-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，此过程在P-V图上(下图 (乙)所示)的图线应为( )

甲 乙

7.一定量气体可经不同的过程以状态(P1、V1、T1)变到状态(P2、V2、T2)，已知T2＞T1.则在这些过程中( )

A.气体一定都从外界吸收热量 B.气体和外界交换的热量都是相等的

C.外界对气体所做的功都是相等的 D.气体内能间变化量都是相等的

8.如下图所示，密封的圆柱形容器中盛有27℃，压强为1atm的空气，容器中间用两个绝热但能自由活动的活塞隔成体积相等的三个部分.将A部分加热到227℃，C部分加热到327℃，B部分温度不变.平衡后，A、B、C三部分体积之比为 .