人教版高中物理选修3课件第8章 气体-3理想气体的状态方程

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

人教版高中物理选修3课件第8章 气体-3理想气体的状态方程

3.理想气体的状态方程 一、理想气体1.定义:在任何温度任何下都严格遵从三个的气体.2.理想气体与实际气体定律压强实验 3.理想气体的分子模型(1)分子本身的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计.(2)理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力,故无,一定质量的理想气体内能只与有关.【特别提醒】理想气体是一种理想化的模型,是对实际气体的科学抽象.分子势能温度 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(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时,尽管p、V、T都可能改变,但是跟体积(V)的乘积与的比值保持不变.压强(p)温度(T) 一、对“理想气体”的理解1.宏观上理想气体是严格遵从气体实验定律的气体,它是一种理想化模型,是对实际气体的科学抽象.2.微观上(1)理想气体分子本身的大小可以忽略不计,分子可视为质点.(2)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,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. 【特别提醒】(1)一些不易液化的气体,如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等,在通常温度、压强下,它们的性质很近似于理想气体,把它们看作理想气体处理.(2)对一定质量的理想气体来说,当温度升高时,其内能增大. 关于理想气体的性质,下列说法中正确的是()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,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D.氦是液化温度最低的气体,任何情况下均可视为理想气体 解析:答案:ABC选项个性分析A、B正确理想气体是在研究气体性质的过程中建立的一种理想化模型,现实中并不存在,其具备的特性均是人为规定的C正确对于理想气体,分子间的相互作用力可忽略不计,也就没有分子势能,其内能的变化即为分子动能的变化,宏观上表现为温度的变化D错误实际的不易液化的气体,只有在温度不太低、压强不太大的条件下才可当成理想气体,在压强很大和温度很低的情况下,分子的大小和分子间的相互作用力不能忽略 【反思总结】对物理模型的认识,既要弄清其理想化条件的规定,又要抓住实际问题的本质特征,忽略次要因素,运用理想化模型知识规律,分析解决问题 二、理想气体状态方程的推导一定质量的某种理想气体由初态(p1、V1、T1)变化到末态(p2、V2、T2),因气体遵从三个气体实验定律,我们可以从三个定律中任意选取其中两个,通过一个中间状态,建立两个方程,解方程消去中间状态参量便可得到理想气体状态方程.组合方式有6种,如图所示. 内径均匀的L形直角细玻璃管,一端封闭,一端开口竖直向上,用水银柱将一定质量空气封存在封闭端内,空气柱长4cm,水银柱高58cm,进入封闭端长2cm,如图所示,温度是87℃,大气压强为75cmHg,求:(1)在图示位置空气柱的压强p1.(2)在图示位置,要使空气柱的长度变为3cm,温度必须降低到多少度? 答案:(1)133cmHg(2)-5℃ 三、一定质量的理想气体不同图象的比较 一定质量的理想气体,由状态A变为状态D,其有关数据如图甲所示,若状态D的压强是2×104Pa.(1)求状态A的压强.(2)请在图乙中画出该状态变化过程的p-T图象,并分别标出A、B、C、D各个状态,不要求写出计算过程. 答案:(1)4×104Pa(2)如解析图. ◎教材资料分析〔思考与讨论〕——教材P24如图所示,一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程,从B到C经历了一个等容过程.分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A,B,C三个状态的状态参量,请同学们尝试导出状态A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. 推导过程中要注意:1.先要根据玻意耳定律和查理定律分别写出pA、VA与pB、VB的关系及pB、TB与pC、TC的关系;2.由于要推导A、C两个状态之间的参量的关系,所以最后的式子中不能出现状态B的参量.为此,要在写出的两式中消去pB,同时还要以TA代替TB(因为A→B是等温过程,两个状态的温度是相等的),以VC代替VB(因为B→C是等容过程,两个状态的体积是相等的). 一定质量的理想气体,处在某一状态,经下列哪个过程后会回到原来的温度()A.先保持压强不变而使它的体积膨胀,接着保持体积不变而减小压强B.先保持压强不变而使它的体积减小,接着保持体积不变而减小压强C.先保持体积不变而增大压强,接着保持压强不变而使它的体积膨胀D.先保持体积不变而减小压强,接着保持压强不变而使它的体积膨胀 选项D,先V不变p减小,则T降低;再p不变V增大,则T升高;可能实现回到初始温度.综上所述,正确的选项为A、D. 解法二:由于此题要经过一系列状态变化后回到初始温度,所以先在p-V坐标中画出等温变化图线如图,然后在图线上任选中间一点代表初始状态,根据各个选项中的过程画出图线,如图所示,从图线的发展趋势来看,有可能与原来的等温线相交说明经过变化后可能回到原来的温度.选项A、D正确. 答案:AD 答案:BC 如图甲所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左面汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297K,现缓慢加热汽缸内气体,直至399.3K.求: (1)活塞刚离开B处时的温度TB;(2)缸内气体最后的压强p;(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线. 答案:(1)330K(2)1.1p0(3)如图所示【反思总结】应用理想气体状态方程解题的一般思路(1)确定研究对象(某一部分气体),明确气体所处系统的力学状态.(2)弄清气体状态的变化过程.(3)确定气体的初、末状态及其状态参量,并注意单位的统一.(4)根据题意,选用适当的气体状态方程求解.若非纯热学问题,还要综合应用力学等有关知识列辅助方程.(5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义. 【跟踪发散】2-1:如图中,圆筒形容器内的弹簧下端挂一个不计重力的活塞,活塞与筒壁间的摩擦不计,活塞上面为真空,当弹簧自然长度时,活塞刚好能触及容器底部,如果在活塞下面充入t1=27℃的一定质量某种气体,则活塞下面气体的长度h=30cm,问温度升高到t2=90℃时气柱的长度为多少? 答案:33cm 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,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: 答案:1.3×105Pa 答案:500K 1.(2010·江苏卷,12A)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是________.答案:B 2.如图所示,A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态,状态A的温度为TA,状态B的温度为TB.由图可知()A.TA=2TBB.TB=4TAC.TB=6TAD.TB=8TA 答案:C 3.向固定容器内充气,当气体压强为p、温度为27℃时气体的密度为ρ,当温度为327℃、气体压强1.5p时,气体的密度为()A.0.25ρB.0.5ρC.0.75ρD.ρ答案:C 4.一定质量的理想气体,由初始状态A开始,按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化,最后又回到初始状态A,即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行,CA与横轴平行),这一过程称为一个循环,则: (1)由A→B,气体分子的平均动能________.(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)由B→C,气体的内能________(填“增大”、“减小”或“不变”)答案:(1)增大(2)减小 答案:(1)1.65×105Pa(2)1.1×105Pa
查看更多

相关文章

您可能关注的文档