理想气体要点精讲

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1、江苏省扬中高级中学 薛政 电话：13645287601 QQ：1174232111理想气体要点精讲理想气体要点精讲气体是高中物理中比较重要的内容。对气体状态的研究过程是一个典型的探究过程,通过学习和探究活动，认识气体状态变化的规律，建立理想气体的模型，了解控制变量的实验方法，理解图象的物理意义，解释气体压强的微观本质。一、基本概念1 温度 T：温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率。2 压强 P：压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力. 从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平

2、均动能，一个是分子的密集程度。3 体积 V：体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数） ，对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数 N 是一定的，当体积为 V 时，单位体积内的分子数与体积VNn V 成反比，即体积越大时，反映分子的密度 n 越小。4 （1）理想气体：严格遵守气体实验定律的气体叫做理想气体（2）理想气体的微观模型分子的大小跟分子间的平均距离比较可以忽略，即认为分子是没有大小的质点。分子间除了碰撞的瞬间，不存在相互作用力。不考虑分子重力，但有质量。故一定质量的理想气体内能与体积无关，只由温度决定。分子间、分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞，没有动能损失。因此它具有最简明的物理结构

3、模型和热力状态参数间的变化关系式。（3）处理原则实际存在的气体或多或少地偏离理想气体，它只是实际气体在一定程度的近似。有许多实际气体（如大气中的空气、锅炉烟气、内燃机和燃气轮机中的燃气等）很近似理想气体的性质，因此可以把它们看成理想气体。由于理想气体分子间不存在分子力，因此理想气体分子势能，一定质量的理想气体，内能只由温度决定。二、基本规律理想气体状态方程：在气体质量不变的情况下，气体压强、体积、温度满足；如果再出现限制条件，如压强、体积、温度其中某一个物理量不变，则理想222111 TVP TVP气体状态的变化则变成为等压变化或者等容变化或者等温变化。三、例题精讲（1）基本概念辨析）基本概念

4、辨析例例 1下列说法中正确的是-（ ）A理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B理想气体的分子间除了相互碰撞外，无其他相互作用C实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体D任何气体都可以看成理想气体江苏省扬中高级中学 薛政 电话：13645287601 QQ：1174232112【解析】本题主要考查理想气体的物理模型特点。由基本概念中的模型解析可知本题答案为 ABC。答案 D 错误。（2）密闭的气体）密闭的气体例例 2如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为 h 的水银柱，中间封有一段空气，则-（ ）A弯管左管内外水银面的高度差为 hB若把弯管向上移动少许，则

5、管内气体体积增大C若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升D若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升【解析】对插入水银槽中的玻璃管分析得到密闭气体压强为（1）hg0内PP对右管中的高为 h 的水银分析得到密闭气体压强为（2）gh0内PP同一段密闭气体，其压强相等， （1）式（2）式，解得 答案 A 正确hh 若把弯管向上移动移动，密闭气体的压强没有变化，温度不变则气体的体积不变。答案B 错误。若弯管向下移动，同理气体体积不变，右端水银相对于弯管向上移动。答案 C 正确若温度升高，根据等压变化规律，气体的体积变大，而左端水银的高度差不变，即右管中的水银沿管壁上升。答案 D 正确【小结】

6、确定被水银封闭的气体的压强的一般方法是：以水银为研究对象；分析水银的受力情况；列出水银的受力方程（通常为受力平衡方程） ；通过这个方程可确定密闭气体的压强。例例 3如图所示，一个横截面积为 S 的圆筒型容器竖直放置，金属圆板 A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为 ，圆板的质量为 M，不计圆板 A 与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为 P0，则被圆板封闭在容器中气体的压强 p 等于-（ ）ASMgPcos0Bcoscos0 SMgPCSMgP2cos0DSMgP 0【解析】以金属圆板 A 为对象，分析其受力情况，从受力图可知，圆板 A 受竖直向下的力有重力 Mg、大气压力

7、p0S，竖直向上的力为气体压力 PS在竖直方向的分力，其中，所cosPScosSS 江苏省扬中高级中学 薛政 电话：13645287601 QQ：1174232113以SPMgSP0coscos解得SMgPP0正确答案应为 D。【小结】确定被活塞封闭的气体的压强的一般方法是：以活塞为研究对象；分析活塞的受力情况；概括活塞的运动情况（通常为静止状态） ，列出活塞的受力方程（通常为受力平衡方程） ；通过解这个方程便可确定出气体的压强。例例 4 如图所示，在一个圆柱形导热的气缸中，用活塞封闭了一部分空气，活塞与气缸壁间是密封而光滑的，一弹簧秤挂在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上。当外界气温升高（大气

8、压不变）时，-（ ）A弹簧秤示数变大B弹簧秤示数变小C弹簧秤示数不变D条件不足，无法判断【解析】现在需要讨论气体压强的变化。以气缸为对象受力分析，如图SMgPP0因为 M、S、P0均为不变量，所以，在气体温度变化时，气体的压强不变。而气体在此过程中作等压膨胀。由此而知，弹簧秤的示数不变，正确答案为 C。【小结】分析问题时，研究对象的选取对解决问题方向的作用是至关重要的。如本题要分析气体压强的变化情况，选取气缸为研究对象比研究活塞要方便得多。或者应用整体法。本题只要求分析弹簧秤的示数变化，选整个气缸和活塞为研究对象更为方便，因对气缸加热的过程中，气缸、气体及活塞所受重力不变，所以弹簧秤对它们的拉

9、力就不会变化，因此弹簧秤的示数不变。（3）图象的应用）图象的应用例例 5已知一定质量的理想气体状态发生变化，由状态 1状态 2状态 3状态 1 ，完成了一个循环，用 V-T 坐标系把这一个循环过程表示，如图所示。如果改用 P-V 坐标系表示这一循环，下列图象中正确的是-（ ）【解析】此类型的问题必须要求在原图象中寻找出各个状态之间的变化的特点。状态 1状态 2 过程是等压变化，温度升高、体积变大江苏省扬中高级中学 薛政 电话：13645287601 QQ：1174232114状态 2状态 3 过程是等容变化，压强变小、温度降低状态 3状态 1 过程是等温变化，压强增大、体积变小然后是在 P-V 图中按要求改画出相应的过程。答案为 C。【小结】掌握气体状态变化图象的特点，可以简捷地判断气体状态的变化，还可以比较在不同状态时温度的高低，压强和体积的大小。了解并熟练掌握气体图象的状态和特点，利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，是解答有关其他问题的重要方法和有效途径。