《3.理想气体的状态方程ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3.理想气体的状态方程ppt课件（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理高中物理选修修3-3课件件3.理想气体的状态方程理想气体的状态方程1;.高中物理高中物理选修修3-3课件件2;.高中物理高中物理选修修3-3课件件3;.高中物理高中物理选修修3-3课件件4;.高中物理高中物理选修修3-3课件件一、理想气体一、理想气体1定义：定义：在任何温度任何在任何温度任何 下都严格遵从三个下都严格遵从三个 的的气气体体2理想气体与实际气体理想气体与实际气体定律定律压强强实验5;.高中物理高中物理选修修3-3课件件3理想气体的分子模型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)理理想想气气体
2、体分分子子除除碰碰撞撞外外，无无相相互互作作用用的的引引力力和和斥斥力力，故故无无 ，一一定定质质量的理想气体内能只与量的理想气体内能只与 有关有关【特别提醒特别提醒】理想气体是一种理想化的模型，是理想气体是一种理想化的模型，是对实际气体的科学抽象气体的科学抽象分子分子势能能温度温度6;.高中物理高中物理选修修3-3课件件二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程1内内容容：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(p1、V1、T1)变变化化到到另另一一个个状状态态(p2、V2、T2)时时，尽尽管管p、V、T都都可可能能改改变变，但但是是 跟跟体体积积(V)的乘
3、积与的乘积与 的比值保持不变的比值保持不变压强强(p)温度温度(T)7;.高中物理高中物理选修修3-3课件件8;.高中物理高中物理选修修3-3课件件一、对一、对“理想气体理想气体”的理解的理解1宏观上宏观上理理想想气气体体是是严严格格遵遵从从气气体体实实验验定定律律的的气气体体，它它是是一一种种理理想想化化模模型型，是是对对实实际际气气体体的科学抽象的科学抽象2微观上微观上(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)理理想想气气体体分分子子除除碰碰撞撞外外，无无相相互互作作用用的的引引力力和和斥斥力力，故故无无分分子子势势能能
4、，理理想想气气体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9;.高中物理高中物理选修修3-3课件件【特特别别提提醒醒】(1)一一些些不不易易液液化化的的气气体体，如如氢氢气气、氧氧气气、氮氮气气、氦氦气气、空空气气等等，在在通通常常温温度度、压压强强下下，它它们们的的性性质质很很近近似似于于理理想想气气体体，把把它它们们看看作作理理想想气气体体处处理理(2)对一定质量的理想气体来说，当温度升高时，其内能增大对一定质量的理想气体来说，当温度升高时，其内能增大10;.高中物理高中物理选修修3-3课件件
5、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氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体11;.高中物理高中物理选修修3-3课件件解析：解析：答案：答案：ABC选项个性分析个性分析A、B正确正确理想气
6、体是在研究气体性理想气体是在研究气体性质的的过程中建立的一种理想化模型，程中建立的一种理想化模型，现实中并不存在，其具中并不存在，其具备的特性均是人的特性均是人为规定的定的C正确正确对于理想气体，分子于理想气体，分子间的相互作用力可忽略不的相互作用力可忽略不计，也就没有分子，也就没有分子势能，其内能的能，其内能的变化即化即为分子分子动能的能的变化，宏化，宏观上表上表现为温度的温度的变化化D错误实际的不易液化的气体，只有在温度不太低、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不太大的条件下才可当成理想气体，在才可当成理想气体，在压强很大和温度很低的情况下，分子的大小很大和温度很低的情
7、况下，分子的大小和分子和分子间的相互作用力不能忽略的相互作用力不能忽略12;.高中物理高中物理选修修3-3课件件【反反思思总总结结】对对物物理理模模型型的的认认识识，既既要要弄弄清清其其理理想想化化条条件件的的规规定定，又又要要抓抓住住实实际际问问题题的的本本质质特特征征，忽忽略略次次要要因因素素，运运用用理理想想化化模模型型知知识识规规律律，分分析析解解决问题决问题13;.高中物理高中物理选修修3-3课件件二、理想气体状态方程的推导二、理想气体状态方程的推导一一定定质质量量的的某某种种理理想想气气体体由由初初态态(p1、V1、T1)变变化化到到末末态态(p2、V2、T2)，因因气气体体遵遵从
8、从三三个个气气体体实实验验定定律律，我我们们可可以以从从三三个个定定律律中中任任意意选选取取其其中中两两个个，通通过过一一个个中中间间状状态态，建建立立两两个个方方程程，解解方方程程消消去去中中间间状状态态参参量量便便可可得得到到理理想想气气体体状态方程组合方式有状态方程组合方式有6种，如图所示种，如图所示14;.高中物理高中物理选修修3-3课件件15;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 内内径径均均匀匀的的L形形直直角角细细玻玻璃璃管管，一一端端封封闭闭，一一端端开开口口竖竖直直向向上上，用用水水银银柱柱将将一一定定质质量量空空气气封封存存在在封封闭闭端端内内，空空气气柱柱长长4 cm，水
9、水银银柱柱高高58 cm，进进入入封封闭闭端端长长2 cm，如图所示，温度是，如图所示，温度是87 ，大气压强为，大气压强为75 cmHg，求：，求：(1)在图示位置空气柱的压强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在图示位置，要使空气柱的长度变为3 cm，温度必须降低到多少度？，温度必须降低到多少度？16;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 答案：答案：(1)133 cmHg(2)5 17;.高中物理高中物理选修修3-3课件件三、一定质量的理想气体不同图象的比较三、一定质量的理想气体不同图象的比较18;.高中物理高中物理选修修3-3课件件19;.高中物理高中物理
10、选修修3-3课件件 一一定定质质量量的的理理想想气气体体，由由状状态态A变变为为状状态态D，其其有有关关数数据据如如图图甲甲所所示示，若若状状态态D的压强是的压强是2104 Pa.(1)求状态求状态A的压强的压强(2)请请在在图图乙乙中中画画出出该该状状态态变变化化过过程程的的pT图图象象，并并分分别别标标出出A、B、C、D各各个个状状态，不要求写出计算过程态，不要求写出计算过程20;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 答案：答案：(1)4104 Pa(2)如解析图如解析图21;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 教材资料分析教材资料分析思考与讨论思考与讨论教材教材P24如如图图所所示示，
11、一一定定质质量量的的某某种种理理想想气气体体从从A到到B经经历历了了一一个个等等温温过过程程，从从B到到C经经历历了了一一个个等等容容过过程程分分别别用用pA、VA、TA和和pB、VB、TB以以及及pC、VC、TC表表示示气气体体在在A，B，C三三个个状状态态的的状状态态参参量量，请请同同学学们们尝尝试试导导出出状状态态A的的三三个个参参量量pA、VA、TA和和状状态态C的三个参量的三个参量pC、VC、TC之间的关系之间的关系22;.高中物理高中物理选修修3-3课件件推导过程中要注意：推导过程中要注意：1先先要要根根据据玻玻意意耳耳定定律律和和查查理理定定律律分分别别写写出出pA、VA与与pB
12、、VB的的关关系系及及pB、TB与与pC、TC的关系；的关系；2由由于于要要推推导导A、C两两个个状状态态之之间间的的参参量量的的关关系系，所所以以最最后后的的式式子子中中不不能能出出现现状状态态B的的参参量量为为此此，要要在在写写出出的的两两式式中中消消去去pB，同同时时还还要要以以TA代代替替TB(因因为为AB是是等等温过程，两个状态的温度温过程，两个状态的温度是相等的是相等的)，以，以VC代替代替VB(因为因为BC是等容过程，两个状态的体积是相等的是等容过程，两个状态的体积是相等的)23;.高中物理高中物理选修修3-3课件件24;.高中物理高中物理选修修3-3课件件25;.高中物理高中物
13、理选修修3-3课件件 一一定定质质量量的的理理想想气气体体，处处在在某某一一状状态态，经经下下列列哪哪个个过过程程后后会会回回到到原原来来的的温温度度()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先保持体积不变而减小压强，接着保
14、持压强不变而使它的体积膨胀26;.高中物理高中物理选修修3-3课件件选项D，先先V不不变p减减小小，则T降降低低；再再p不不变V增增大大，则T升升高高；可可能能实现回回到到初初始始温度温度综上所述，正确的上所述，正确的选项为A、D.27;.高中物理高中物理选修修3-3课件件解解法法二二：由由于于此此题题要要经经过过一一系系列列状状态态变变化化后后回回到到初初始始温温度度，所所以以先先在在pV坐坐标标中中画画出出等等温温变变化化图图线线如如图图，然然后后在在图图线线上上任任选选中中间间一一点点代代表表初初始始状状态态，根根据据各各个个选选项项中中的的过过程程画画出出图图线线，如如图图所所示示，从
15、从图图线线的的发发展展趋趋势势来来看看，有有可可能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正确正确28;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 答案：答案：AD29;.高中物理高中物理选修修3-3课件件30;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 答案：答案：BC31;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 如如图图甲甲所所示示，水水平平放放置置的的汽汽缸缸内内壁壁光光滑滑，活活塞塞厚厚度度不不计计，在在A、B两两处处设设有有限限制制装装置置，使使活活塞塞只只能能在在A、B之之间间运运动动，B左左面面汽汽缸缸的的容容积积为为
16、V0，A、B之之间间的的容容积积为为0.1V0.开开始始时时活活塞塞在在B处处，缸缸内内气气体体的的压压强强为为0.9p0(p0为为大大气气压压强强)，温温度度为为297 K，现缓慢加热汽缸内气体，直至，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3 K求：求：32;.高中物理高中物理选修修3-3课件件(1)活塞刚离开活塞刚离开B处时的温度处时的温度TB；(2)缸内气体最后的压强缸内气体最后的压强p；(3)在图乙中画出整个过程的在图乙中画出整个过程的pV图线图线33;.高中物理高中物理选修修3-3课件件34;.高中物理高中物理选修修3-3课件件答案：答案：(1)330 K(2)1.1p0(3)如图所示如
17、图所示【反思总结反思总结】应用理想气体状态方程解题的一般思路应用理想气体状态方程解题的一般思路(1)确定研究对象确定研究对象(某一部分气体某一部分气体)，明确气体所处系统的力学状态，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)根根据据题题意意，选选用用适适当当的的气气体体状状态态方方程程求求解解若若非非纯纯热热学学问问题题，还还要要综综合合应应用用力力学等有关知识列辅助方程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分析讨论所得结果
18、的合理性及其物理意义35;.高中物理高中物理选修修3-3课件件【跟跟踪踪发发散散】21：如如图图中中，圆圆筒筒形形容容器器内内的的弹弹簧簧下下端端挂挂一一个个不不计计重重力力的的活活塞塞，活活塞塞与与筒筒壁壁间间的的摩摩擦擦不不计计，活活塞塞上上面面为为真真空空，当当弹弹簧簧自自然然长长度度时时，活活塞塞刚刚好好能能触触及及容容器器底底部部，如如果果在在活活塞塞下下面面充充入入t127 的的一一定定质质量量某某种种气气体体，则则活活塞塞下下面面气气体的长度体的长度h30 cm，问温度升高到，问温度升高到t290 时气柱的长度为多少？时气柱的长度为多少？36;.高中物理高中物理选修修3-3课件件
19、 答案：答案：33 cm37;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 用用钉钉子子固固定定的的活活塞塞把把容容器器分分成成A、B两两部部分分，其其容容积积之之比比VAVB21，如如图图所所示示，起起初初A中中空空气气温温度度为为127 、压压强强为为1.8105 Pa，B中中空空气气温温度度为为27 ，压压强强为为1.2105 Pa.拔拔去去钉钉子子，使使活活塞塞可可以以无无摩摩擦擦地地移移动动但但不不漏漏气气，由由于于容容器器壁壁缓缓慢慢导导热，最后都变成室温热，最后都变成室温27 ，活塞也停住，求最后，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强中气体的压强38;.高中物理高中物理选修修3-3课件件
20、思路点拨：思路点拨：39;.高中物理高中物理选修修3-3课件件40;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 答案：答案：1.3105 Pa41;.高中物理高中物理选修修3-3课件件42;.高中物理高中物理选修修3-3课件件43;.高中物理高中物理选修修3-3课件件答案：答案：500 K 44;.高中物理高中物理选修修3-3课件件45;.高中物理高中物理选修修3-3课件件1(2010江江苏苏卷卷，12A)为为了了将将空空气气装装入入气气瓶瓶内内，现现将将一一定定质质量量的的空空气气等等温温压压缩缩，空空气气可可视视为为理理想想气气体体下下列列图图象象能能正正确确表表示示该该过过程程中中空空气气的的
21、压压强强p和和体体积积V关系的是关系的是_ 答案：答案：B46;.高中物理高中物理选修修3-3课件件2如如图图所所示示，A、B两两点点代代表表一一定定质质量量理理想想气气体体的的两两个个不不同同的的状状态态，状状态态A的的温温度度为为TA，状态，状态B的温度为的温度为TB.由图可知由图可知()ATA2TBBTB4TACTB6TA DTB8TA47;.高中物理高中物理选修修3-3课件件 答案：答案：C48;.高中物理高中物理选修修3-3课件件3向向固固定定容容器器内内充充气气，当当气气体体压压强强为为p、温温度度为为27 时时气气体体的的密密度度为为，当当温度为温度为327 、气体压强、气体压强
22、1.5p时，气体的密度为时，气体的密度为()A0.25 B0.5C0.75 D 答案：答案：C49;.高中物理高中物理选修修3-3课件件4.一一定定质质量量的的理理想想气气体体，由由初初始始状状态态A开开始始，按按图图中中箭箭头头所所示示的的方方向向进进行行了了一一系系列列状状态态变变化化，最最后后又又回回到到初初始始状状态态A，即即ABCA(其其中中BC与与纵纵轴轴平平行行，CA与横轴平行与横轴平行)，这一过程称为一个循环，则：，这一过程称为一个循环，则：50;.高中物理高中物理选修修3-3课件件(1)由由AB，气体分子的平均动能，气体分子的平均动能_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)(2)由由BC，气体的内能，气体的内能_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)答案：答案：(1)增大增大(2)减小减小51;.高中物理高中物理选修修3-3课件件52;.高中物理高中物理选修修3-3课件件答案：答案：(1)1.65105 Pa(2)1.1105 Pa53;.
