人教版高中物理选修3-3--8.3--理想气体的状态方程课件.pptx

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1、=新课标物理选修3-3=：第八章：气体气体zxxk8.3 8.3 理想气体的状态方程理想气体的状态方程-玻意耳定律玻意耳定律-查理定律查理定律1.m、T一定一定 时，有：时，有：p1V1 p2V2。2.m、V一定一定 时，有：时，有：3.m、p 一定一定 时，有：时，有：-盖盖吕萨克定律吕萨克定律历史回顾历史回顾这些定律都是在这些定律都是在压强不太大压强不太大、温温度不太低度不太低的条件下总结出来的的条件下总结出来的.党党员员学学习习五中全会心得体会交流五中全会心得体会交流继继往开来往开来,与与时时俱俱进进。金秋十月。金秋十月,中国的依法治国中国的依法治国进进程迎来重要程迎来重要时时刻。党的十

2、八届五刻。党的十八届五中全会研究全面推中全会研究全面推进进依法治国重大依法治国重大问题问题,为为加快社会主加快社会主义义法治国家建法治国家建设进设进行行顶层设顶层设计计和和战战略部署。略部署。依法治国事关党依法治国事关党执执政政兴兴国、事关人民幸福安康、事关党和国家国、事关人民幸福安康、事关党和国家长长治久安。依法治治久安。依法治国国唤唤起的制度力量起的制度力量,必将有力提升国家治理体系和治理能力必将有力提升国家治理体系和治理能力现现代化代化,为为建建设设中国特色中国特色社会主社会主义义法治国家法治国家,实现实现中中华华民族民族伟伟大复大复兴兴中国梦提供有力保障。中国梦提供有力保障。作作为为一

3、名大学生党一名大学生党员员,我我们应该们应该刻苦学刻苦学习专业习专业知知识识,无无论论是在学是在学习还习还是生活中是生活中,都要都要脚踏脚踏实实地地,一步一个脚印一步一个脚印,扎扎扎扎实实实实做事。做事。让让“中国梦中国梦”越来越近。越来越近。通通过这过这次次讨论讨论会会,我我对对十八届五中全会的内容有了十八届五中全会的内容有了进进一步的一步的认识认识,也明确了作也明确了作为为一名一名大学生党大学生党员员今后努力的方向。党的十八届四中全会是一次今后努力的方向。党的十八届四中全会是一次继继往开来、承前启后的往开来、承前启后的重要会重要会议议,必将以其重大的必将以其重大的历历史意史意义义、重要的、

4、重要的历历史地位和特殊的史地位和特殊的历历史史贡贡献献,永永载载我我们们党的光党的光辉辉史册。会史册。会议审议议审议通通过过了全面深化改革的决定了全面深化改革的决定,吹响了吹响了奋奋力加快改革力加快改革进进程的冲程的冲锋锋号号,勾画了深化各勾画了深化各领领域改革的路域改革的路线图线图,是全面深化改革的又一次是全面深化改革的又一次总总部署、部署、总总动员动员。当前我国已。当前我国已进进入入“六五六五”普法普法阶阶段。段。专专家指出家指出,弘弘扬扬法治精神法治精神,熔熔铸铸法治社会法治社会,就就必必须须通通过过全民普法的深入推全民普法的深入推进进 为了便于研究自然界中客观存在的、比较复杂的真实气体

5、，从复杂的现象中抓住事物的本质使问题得以合理的简化。本节我们将研究这一理想化的情况 关于“理想气体”概念 假设这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵循气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。理想气体特点理想气体特点（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型.（2）在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体.（4）从能量上说：从能量上说：从能量上说：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，理想气体的内能只有分子动能.（3）从微观上说：从微观上说：从微观上说：从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间

6、认为都是可以被压缩的空间.一定质量的理想气体的内能仅由温度决定,与气体的体积无关.理想气体理想气体推导理想气体状态方程推导理想气体状态方程 对于一定质量的理想气体的状态可对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量用三个状态参量p、V、T来描述，且知来描述，且知道这三个状态参量中道这三个状态参量中只有一个变只有一个变而而另外另外两个参量保持不变两个参量保持不变的情况是的情况是不会发生的不会发生的。换句话说：换句话说：若其中任意两个参量确定若其中任意两个参量确定之之后，后，第三个参量一定有唯一确定的值第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体的它们共同表征一定质量理想气体的唯一唯

7、一确定确定的一个状态。的一个状态。假定一定质量的理想气体在开始状态时假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（各状态参量为（p1，V1，T1），经过某变化），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（过程，到末状态时各状态参量变为（p2，V2，T2），这中间的变化过程可以是），这中间的变化过程可以是各种各种各样的各样的.推导理想气体状态方程推导理想气体状态方程理想气体状态方程的推导过程有几种组合方式理想气体状态方程的推导过程有几种组合方式?说说明什么问题明什么问题?推导理想气体状态方程推导理想气体状态方程提示提示:理想气体状态方程的推导过程有六种组合方式理想气体状态方程的推导过程有六种组

8、合方式,即即:说明：说明：说明：说明：从初态到末从初态到末态各两个状态参量态各两个状态参量之间的关系，只跟之间的关系，只跟这两个状态有关，这两个状态有关，与中间过程与中间过程无关无关。第一种：第一种：从（p1，V1，T1）先等温并使其体积变为V2，压强随之变为pc，此中间状态为（pc，V2，T1）再等容并使其温度变为T2，则其压强一定变为p2，则末状态（p2，V2，T2）。推导理想气体状态方程推导理想气体状态方程第二种：第二种：从（p1；V1，T1）先等容并使其温度变为T2，则压强随之变为P、C，此中间状态为（PC，V1，T2），再等温并使其体积变为V2，则压强也一定变为p2，也到末状态（p2

9、，V2，T2）。推导理想气体状态方程推导理想气体状态方程 一定质量的某种理想气体从A到B 经历了一个等温过程。0PVTA=TBABC推导理想气体状态方程推导理想气体状态方程从状态A到B根据玻意耳公式得，从状态B到C根据玻意耳公式得，由上面两式得；一定质量的理想气体，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（p2、V2、T2）时，两个状态的状态参量之间的关系为：结结 论论方程具有普遍性1 1、内容：、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，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。2 2、公式：、公式：或3、使用条件:一定质量的某种理想气体.注

10、：注：恒量恒量C C由理想气体的由理想气体的质量质量和和种类种类决定，即由理决定，即由理想气体的想气体的物质的量物质的量决定决定理想气体状态方程理想气体状态方程理想气体状态方程理想气体状态方程4、气体密度式：恒量由两个因素决定恒量由两个因素决定:理想气体的质量理想气体的质量.理想气体的种类理想气体的种类理想气体状态方程理想气体状态方程理想气体状态方程理想气体状态方程C为常量为常量 不同不同种类的理想气体种类的理想气体,具有具有相同相同的状态的状态,同同时具有时具有相同相同的物质的量的物质的量,这个恒量就这个恒量就相同相同.或或克拉珀龙方程是克拉珀龙方程是任意质量任意质量的理想气体的的理想气体的

11、状态方程，它联系着某一确定状态下，各物状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。理量的关系。对实际气体对实际气体只要温度不太低，压强不太只要温度不太低，压强不太大大就可应用克拉珀龙方程解题就可应用克拉珀龙方程解题克拉珀龙方克拉珀龙方克拉珀龙方克拉珀龙方程（了解）程（了解）程（了解）程（了解）设设 为为1mol理想气体在标准状态下的理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量常量，叫做摩尔气体常量注意注意:R的的数值与单位的对应数值与单位的对应P(atm)，V(L):R=0.082 atmL/molKP(Pa)，V(m3):R=8.31 J/molK摩摩摩摩尔气体常尔气体常尔气体常尔气体

12、常量（了解）量（了解）量（了解）量（了解）一、理想气体：一、理想气体：一、理想气体：一、理想气体：在在任何温度任何温度和和任何压强任何压强下都下都能严格地遵从能严格地遵从气体气体实验定律的气体实验定律的气体二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程注：注：恒量恒量C由理想气体的由理想气体的质量质量和和种类种类决定，即由决定，即由气体的气体的物质的量物质的量决定决定三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程三、克拉珀龙方程或或摩尔气体常量：摩尔气体常量：P(atm),V(L):R=0.082 atmL/molKP(Pa),V(m3):R=8.3

13、1 J/molK小小小小 结：结：结：结：（1 1）根据题意）根据题意确定确定一定质量一定质量的气体为的气体为研究对象研究对象。（2 2）确定初末状态确定初末状态确定初末状态确定初末状态，分别找出初、末状态的状态参量，其，分别找出初、末状态的状态参量，其中对压强的分析是解题的关键。若研究对象是相互关联的中对压强的分析是解题的关键。若研究对象是相互关联的两部分气体，应注意找出它们压强或体积之间的关系。两部分气体，应注意找出它们压强或体积之间的关系。（3 3）根据状态的变化选用相应的定律建立方程。）根据状态的变化选用相应的定律建立方程。（4 4）统一统一各量各量单位单位，然后将数值代入方程式求解。

14、用公式，然后将数值代入方程式求解。用公式 解题时，要求公式两边解题时，要求公式两边p p、V V、T T的单位分别一致即可，不一的单位分别一致即可，不一定采用国际单位。定采用国际单位。【规律方法】应用理想气体状态方程解题的基本步骤【规律方法】应用理想气体状态方程解题的基本步骤【规律方法】应用理想气体状态方程解题的基本步骤【规律方法】应用理想气体状态方程解题的基本步骤1.关于理想气体的性质，下列说法中正确的是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，实际并不存在理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在B理理想想气气体体的的存存在在是是一一种种人人为为规规定定，它

15、它是是一一种种严严格格遵遵守守气气体体实验定律的气体实验定律的气体C一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高D氦氦是是液液化化温温度度最最低低的的气气体体，任任何何情情况况下下均均可可视视为为理理想想气气体体是人为规定的一种理想化模型忽略分子力，没有分子势能只有在温度不太低、压强不太大的条件下才可当成理想气体仅由温度决定 ABC3.一定质量的理想气体，处于某一状态，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TT3.一定质量的理想气体，

16、处于某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度()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TTAD4.使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少.(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和温度T表示的图线（图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向）.且说明每段图线各表示什么过程.由p-V图可直观地看出气体在A、B、C、D各状态下压强和体积TB=TC=600 KTD=3

17、00 K等压膨胀等温膨胀等压压缩由B到C,由玻意耳定律有pBVB=pCVC,得 练一练练一练练一练练一练1.对对于于一一定定质质量量的的理理想想气气体体，下下列列状状态态变变化化中中可可能能的的是是()A使气体体积增加而同时温度降低使气体体积增加而同时温度降低B使气体温度升高，体积不变、压强减小使气体温度升高，体积不变、压强减小C使气体温度不变，而压强、体积同时增大使气体温度不变，而压强、体积同时增大D使气体温度升高，压强减小，体积减小使气体温度升高，压强减小，体积减小A练一练练一练练一练练一练2.某气象探测气球内充有温度为27、压强为1.5105 Pa的氦气，其体积为5 m3.当气球升高到某

18、一高度时，氦气温度为200 K，压强变为0.8105 Pa，求这时气球的体积多大？理想气体初态温度T1(27327)K300 K由3.如如图图所所示示，粗粗细细均均匀匀一一端端封封闭闭一一端端开开口口的的U形形玻玻璃璃管管，当当t131，大大气气压压强强p076 cmHg时时，两两管管水水银银面面相相平平，这这时时左左管管被被封封闭闭的的气气柱柱长长L18 cm，求求：当当温温度度t2等等于于多多少少时时，左左管管气气柱柱L2为为9 cm?1 cm1 cm左管水银面下降1 cmp2（76+2）cmHg=78 cmHg由得练一练练一练练一练练一练-玻意耳定律玻意耳定律-查理定律查理定律2.m、T

19、一定一定 时，有：时，有：p1V1 p2V2。3.m、V一定一定 时，有：时，有：4.m、p 一定一定 时，有：时，有：-盖盖吕萨克定律吕萨克定律1.m一定一定 时，有：时，有：-理想气体理想气体 状态方程状态方程理想气体状态方程理想气体状态方程理想气体状态方程理想气体状态方程一定质量的气体不同图象的比较（等温）一定质量的气体不同图象的比较（等温）一定质量的气体不同图象的比较（等温）一定质量的气体不同图象的比较（等温）一定质量的气体不同图象的比较（等容）一定质量的气体不同图象的比较（等容）一定质量的气体不同图象的比较（等容）一定质量的气体不同图象的比较（等容）一定质量的气体不同图象的比较一定质

20、量的气体不同图象的比较一定质量的气体不同图象的比较一定质量的气体不同图象的比较(等压）等压）等压）等压）2.2.一般状态变化图象的处理一般状态变化图象的处理基本方法，基本方法，化化“一般一般”为为“特殊特殊”，如图是一定质量的某种气体的如图是一定质量的某种气体的状态变化过程状态变化过程ABCA.ABCA.在在V-TV-T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A A、B B、C C三点作三条等压线分别表示三个等压过程三点作三条等压线分别表示三个等压过程p pA AppB BppC C，即，即p pA AppB BppC C，所以，所以ABAB压强增大

21、，温度压强增大，温度降低，体积缩小，降低，体积缩小，BCBC温度升高，体积减小，压强增大，温度升高，体积减小，压强增大，CACA温度降低，体积增大，压强减小温度降低，体积增大，压强减小.一定质量的气体图象分析一定质量的气体图象分析一定质量的气体图象分析一定质量的气体图象分析 图象问题要利用好几个线如V-t，p-t的延长线及p-1/V、p-T、V-T过原点的线，还有与两个轴平行的辅助线.课后习题答案课后习题答案1.C由由PV/T=C分析分析2.根据理想气体状态方程：根据理想气体状态方程：换算成摄氏换算成摄氏t2=T2-273=6680C3.由于外界大气压不变，玻璃管内空气由于外界大气压不变，玻璃管内空气含量较少，对压强影响不是很大。因此，含量较少，对压强影响不是很大。因此，挡玻璃管竖直向上提起时，管内水银柱的挡玻璃管竖直向上提起时，管内水银柱的高度变化不会很大，管内空气柱长度增加，高度变化不会很大，管内空气柱长度增加，体积增大。我们可以把这个过程看成等温体积增大。我们可以把这个过程看成等温过程，由于体积增大，玻璃管内空气压强过程，由于体积增大，玻璃管内空气压强会减小，水银柱长度会增加。会减小，水银柱长度会增加。课后习题答案课后习题答案