高中物理《理想气体的状态方程》课件（人教版选修3-3）

欢迎进入物理课堂 第三节理想气体的状态方程 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第三节 课前自主学案 课标定位 学习目标 1 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 2 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 并能应用方程解决实际问题 4 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 课标定位 重点难点 1 对物理模型 理想气体的理解及在实际中的意义 2 理想气体的状态方程的推导 以及利用方程进行有关计算 课前自主学案 一 理想气体在任何温度 任何压强下都遵从气体 的气体叫做理想气体 二 理想气体的状态方程1 表述 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 跟 的乘积与 的比值保持不变 实验定律 压强 体积 热力学温度 2 公式 或 C 上面两式都叫做一定质量的某种理想气体的状态方程 核心要点突破 一 理想气体的状态方程1 理想气体 1 理解 理想气体是为了方便研究问题提出的一种理想模型 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 2 特点 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内能只与温度有关 2 理想气体状态方程与气体实验定律 3 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 2 确定气体在始末状态的参量p1 V1 T1及p2 V2 T2 3 由状态方程列式求解 4 讨论结果的合理性 特别提醒 在涉及到气体的内能 分子势能问题中要特别注意是否为理想气体 在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当作理想气体处理 但这时往往关注的是气体是否满足一定质量 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 2011年淄博高二检测 关于理想气体 下列说法正确的是 A 理想气体也不能严格地遵守气体实验定律B 实际气体在温度不太高 压强不太小的情况下 可看成理想气体C 实际气体在温度不太低 压强不太大的情况下 可看成理想气体D 所有的实际气体在任何情况下 都可以看成理想气体 解析 选C 理想气体是在任何温度 任何压强下都能遵守气体实验定律的气体 A项错误 它是实际气体在温度不太低 压强不太大的情况下的抽象 故C正确 B D是错误的 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 2 一般状态变化图象的处理方法基本方法 化 一般 为 特殊 如图8 3 1是一定质量的某种气体的状态变化过程A B C A 图8 3 1 在V T图线上 等压线是一簇延长线过原点的直线 过A B C三点作三条等压线分别表示三个等压过程p A p B p C 即pA pB pC 所以A B压强增大 温度降低 体积缩小 B C温度升高 体积减小 压强增大 C A温度降低 体积增大 压强减小 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 图8 3 2为一定质量的气体的两条等温线 则下列关于各状态温度的说法正确的有 A tA tBB tB tCC tC tDD tD tA 图8 3 2 课堂互动讲练 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 精讲精析 选项A 先p不变V增大 则T升高 再V不变p减小 则T降低 可能实现回到初始温度 选项B 先p不变V减小 则T降低 再V不变p减小 则T又降低 不可能实现回到初始温度 选项C 先V不变p增大 则T升高 再p不变V增大 则T又升高 不可能实现回到初始温度 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 答案 AD 变式训练1对于一定质量的理想气体 下列状态变化中可能的是 A 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C 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 某气象探测气球内充有温度为27 压强为1 5 105Pa的氦气 其体积为5m3 当气球升高到某一高度时 氦气温度为200K 压强变为0 8 105Pa 求这时气球的体积多大 思路点拨 找出气球内气体的初 末状态的参量 运用理想气体状态方程即可求解 答案 6 25m3 借题发挥 理想气体状态方程是用来解决气体状态变化问题的方程 运用时必须要明确气体在不同状态下的状态参量 将它们的单位统一 且温度的单位一定要统一为国际单位制单位 K 变式训练2如图8 3 3所示 粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管 当t1 31 大气压强p0 76cmHg时 两管水银面相平 这时左管被封闭的气柱长L1 8cm 求 当温度t2等于多少时 左管气柱L2为9cm 图8 3 3 答案 78 自主解答 A B两部分气体均为一定质量的理想气体 可分别确定A B气体的状态参量 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 1 以A部分气体为研究对象 根据题意 其温度不变 可应用玻意耳定律 设原来A的体积为V 则初态 pA 1 0 105Pa VA V 图8 3 4 2020 4 15 答案 1 1 5 105Pa 2 500K 思维总结 对于涉及两部分气体的状态变化问题 解题时应分别对两部分气体进行研究 找出它们之间的相关条件 体积关系 压强关系 2020 4 15 图8 3 5 答案 500K 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全