高中物理 8.3 理想气体的状态方程 课件 新人教选修33.ppt

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1、第三第三节节理想气体的状理想气体的状态态方程方程2021/8/11 星期三1 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第三三节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位2021/8/11 星期三2学习目标：学习目标：1.了解理想气体的模型，并知道实际气了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体体在什么情况下可以看成理想气体2能够从气体定律推出理想气体的状态方程能够从气体定律推出理想气体的状态方程3掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题应用方程解决实际问题4通过由气体的实验定律推出

2、理想气体的状态方通过由气体的实验定律推出理想气体的状态方程，培养学生的推理能力和抽象思维能力程，培养学生的推理能力和抽象思维能力课标定位课标定位2021/8/11 星期三3重点难点：重点难点：1.对物理模型对物理模型理想气体的理解及理想气体的理解及在实际中的意义在实际中的意义2理想气体的状态方程的推导，以及利用方程理想气体的状态方程的推导，以及利用方程进行有关计算进行有关计算2021/8/11 星期三4课前自主学案课前自主学案一、理想气体一、理想气体在在 任任 何何 温温 度度、任任 何何 压压 强强 下下 都都 遵遵 从从 气气 体体_的气体叫做理想气体的气体叫做理想气体二、理想气体的状态方

3、程二、理想气体的状态方程1表表述述：一一定定质质量量的的某某种种理理想想气气体体，在在从从一一个个状状态态变变化化到到另另一一个个状状态态时时，_跟跟_的的乘积与乘积与_的比值保持不变的比值保持不变实验实验定律定律压压强强体体积积热热力学温度力学温度2021/8/11 星期三52公式：公式：_，或，或_C.上上面面两两式式都都叫叫做做一一定定质质量量的的某某种种理理想想气气体体的的状状态态方程方程2021/8/11 星期三6核心要点突破核心要点突破一、理想气体的状态方程一、理想气体的状态方程1理想气体理想气体(1)理解：理想气体是为了方便研究问题提出的理解：理想气体是为了方便研究问题提出的一种

4、理想模型，是实际气体的一种近似，就像一种理想模型，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现象的本质，是物理学中常用的方法2021/8/11 星期三7(2)特点特点严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比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，分子可视为质点可以忽略不计，分子可视为质点理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和理想气

5、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斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体的分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体的内能只与温度有关内能只与温度有关2理想气体状态方程与气体实验定律理想气体状态方程与气体实验定律2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三93应用状态方程解题的一般步骤应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即一定质量的理想气体；明确研究对象，即一定质量的理想气体；(2)确定气体在始末状态的参量确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及及p2、V2、T2；(3)由状态方程列式求解

6、；由状态方程列式求解；(4)讨论结果的合理性讨论结果的合理性2021/8/11 星期三10特特别别提提醒醒：在在涉涉及及到到气气体体的的内内能能、分分子子势势能能问问题题中中要要特特别别注注意意是是否否为为理理想想气气体体，在在涉涉及及气气体体的的状状态态参参量量关关系系时时往往往往将将实实际际气气体体当当作作理理想想气气体体处处理理，但这时往往关注的是气体是否满足一定质量但这时往往关注的是气体是否满足一定质量即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(2011年年淄淄博博高高二二检检测测)关关于于理理想想气气体体，下下列列说法正确的是说法正确的是()2021/8/11 星期三

7、11A理想气体也不能严格地遵守气体实验定律理想气体也不能严格地遵守气体实验定律B实实际际气气体体在在温温度度不不太太高高、压压强强不不太太小小的的情情况况下，可看成理想气体下，可看成理想气体C实实际际气气体体在在温温度度不不太太低低、压压强强不不太太大大的的情情况况下，可看成理想气体下，可看成理想气体D所所有有的的实实际际气气体体在在任任何何情情况况下下，都都可可以以看看成成理想气体理想气体2021/8/11 星期三12解解析析：选选C.理理想想气气体体是是在在任任何何温温度度、任任何何压压强强下下都都能能遵遵守守气气体体实实验验定定律律的的气气体体，A项项错错误误；它它是是实实际际气气体体在

8、在温温度度不不太太低低、压压强强不不太太大大的的情情况况下下的的抽抽象，故象，故C正确，正确，B、D是错误的是错误的二、理想气体状态变化的图象二、理想气体状态变化的图象1一定质量理想气体的状态变化图象与特点一定质量理想气体的状态变化图象与特点2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三142.一般状态变化图象的处理方法一般状态变化图象的处理方法基本方法，化基本方法，化“一般一般”为为“特殊特殊”，如图如图831是一定质量的某种是一定质量的某种气体的状态变化过程气体的状态变化过程ABCA.图图8312021/8/11 星期三15在在VT图线上，等压线是一簇延长线过原点的图线上，等压线

9、是一簇延长线过原点的直线，过直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三点作三条等压线分别表示三个等压过程三个等压过程pApBpC，即，即pApBtDDtDtA图图8322021/8/11 星期三172021/8/11 星期三18课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一利用状态方程判断状态参量的变化利用状态方程判断状态参量的变化 一一定定质质量量的的理理想想气气体体，处处于于某某一一状状态态，经经下列哪个下列哪个过过程后会回到原来的温度程后会回到原来的温度()A先先保保持持压压强强不不变变而而使使它它的的体体积积膨膨胀胀，接接着着保保持体持体积积不不变变而减小而减小压压强强B先先保保持持压压强强不

10、不变变而而使使它它的的体体积积减减小小，接接着着保保持持体体积积不不变变而减小而减小压压强强C先先保保持持体体积积不不变变而而增增大大压压强强，接接着着保保持持压压强强不不变变而使它的体而使它的体积积膨膨胀胀例例例例1 12021/8/11 星期三19D先保持体积不变而减小压强，接着保持压强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不变而使它的体积膨胀【精精讲讲精精析析】选选项项A，先先p不不变变V增增大大，则则T升升高高；再再V不不变变p减减小小，则则T降降低低，可可能能实实现现回回到到初初始温度始温度选选项项B，先先p不不变变V减减小小，则则T降降低低；再再V不不变变p减减

11、小，则小，则T又降低，不可能实现回到初始温度又降低，不可能实现回到初始温度选选项项C，先先V不不变变p增增大大，则则T升升高高；再再p不不变变V增增大，则大，则T又升高，不可能实现回到初始温度又升高，不可能实现回到初始温度2021/8/11 星期三20选选项项D，先先V不不变变p减减小小，则则T降降低低；再再p不不变变V增增大，则大，则T升高，可能实现回到初始温度升高，可能实现回到初始温度综上所述，正确的选项为综上所述，正确的选项为A、D.【答案】【答案】AD2021/8/11 星期三21变变式式训训练练1对对于于一一定定质质量量的的理理想想气气体体，下下列列状状态变化中可能的是态变化中可能的

12、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2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23类型二类型二理想气体状理想气体状态态方程的方程的应应用用 某某气气象象探探测测气气球球内内充充有有温温度度为为27、压压强强为为1.5105 Pa的的氦氦气气，其其体体积积为为5 m3.当当气气球球升升高高到到某某一一高高度度时时，氦氦气气温温度度为为200 K

13、，压压强强变变为为0.8105 Pa，求求这时这时气球的体气球的体积积多大？多大？【思思路路点点拨拨】找找出出气气球球内内气气体体的的初初、末末状状态态的的参参量量，运用理想气体状运用理想气体状态态方程即可求解方程即可求解例例例例2 22021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25【答案】【答案】6.25 m3【借借题题发发挥挥】理理想想气气体体状状态态方方程程是是用用来来解解决决气气体体状状态态变变化化问问题题的的方方程程，运运用用时时必必须须要要明明确确气气体体在在不不同同状状态态下下的的状状态态参参量量，将将它它们们的的单单位位统统一一，且温度的单位一定要统一为国际单位制单

14、位且温度的单位一定要统一为国际单位制单位(K)2021/8/11 星期三26变变式式训训练练2如如图图833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的气柱长闭的气柱长L18 cm，求：当温度求：当温度t2等于多少时，等于多少时，左管气柱左管气柱L2为为9 cm?图图8332021/8/11 星期三27答案：答案：78 2021/8/11 星期三28类型三类型三“两部分气两部分气”问题问题例例例例3 32021/8/11 星期三29【自主解答】【

15、自主解答】A、B两部分气两部分气体均为一定质量的理想气体，体均为一定质量的理想气体，可分别确定可分别确定A、B气体的状态参量，气体的状态参量，依据理想气体状态方程求解，依据理想气体状态方程求解，同时要注意两部分气体之间的联系同时要注意两部分气体之间的联系(1)以以A部部分分气气体体为为研研究究对对象象，根根据据题题意意，其其温温度度不不变变，可可应应用用玻玻意意耳耳定定律律设设原原来来A的的体体积积为为V，则初态：则初态：pA1.0105 Pa，VAV图图8342021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31【答案】【答案】(1)1.5105 Pa(2)500 K【思思维维总总结结】对对于于涉涉及及两两部部分分气气体体的的状状态态变变化化问问题题，解解题题时时应应分分别别对对两两部部分分气气体体进进行行研研究究，找找出出它它们们之之间间的的相相关关条条件件体体积积关关系系、压压强强关关系系2021/8/11 星期三32图图8352021/8/11 星期三33答案：答案：500 K2021/8/11 星期三34本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36