物理：第5节《理想气体》课件（教科版选修3-3）

欢迎进入物理课堂 第5节理想气体 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第5节 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 知道一定质量的理想气体的内能只与温度有关 重点难点 理想气体的成立条件及在实际中的意义 课前自主学案 一 实际气体在不同条件下的比较1 不同气体的比较在温度 压强 的条件下 一切气体的状态变化并非严格地遵守气体实验定律 但能较高程度上近似地遵守气体实验定律 2 同种气体不同条件下的比较实际气体在 和 条件下状态参量之间的关系与气体实验定律存在较大的偏差 不太低 不太高 高压 低温 二 理想气体1 定义 在 温度 压强下都严格遵从气体实验定律的气体 2 理想气体与实际气体 任何 任何 思考感悟在实际生活中理想气体是否真的存在 有何意义 提示 不存在 是一种理想化模型 不会真的存在 是对实际气体的科学抽象 核心要点突破 一 实际气体不能严格遵守气体实验定律的原因实际气体在压强很大时不能遵守玻意耳定律的原因 从分子运动论的观点来分析 有下述两个方面 1 分子本身占有一定的体积分子半径的数量级为10 10m 把它看成小球 每个分子的固有体积V 4 10 30m3 在标准状态下 1m3气体中的分子数n0 3 1025个 分子本身总的体积为n0V 1 2 10 4m3 跟气体的体积比较 约为它的万分之一 可以忽略不计 2 分子间有相互作用力实际气体的分子间都有相互作用 除了分子相距很近表现为斥力外 相距稍远时则表现为引力 距离再大 超过几十纳米 1nm 10 9m 时 则相互作用力趋于零 当压强较小时 气体分子间距离较大 分子间相互作用力可以不计 因此实际气体的性质近似于理想气体 但当压强很大时 分子间的距离变小 分子间的相互吸引力增大 于是 靠近器壁的气体分子 受到指向气体内部的引力 使分子对器壁的压力减小 因而气体对器壁的压力比不存在分子引力时的压力要小 因此 当压强很大时 实际气体的实测pV值比由玻意耳定律计算出来的理论值偏小 上述两个原因中 一个是使气体的pV实验值偏大 一个是使气体的pV的实验值偏小 在这两个原因中 哪一个原因占优势 就由哪一方面主导 这就是实际气体在压强很大时不能严格遵守玻意耳定律的原因 同样 盖吕萨克定律和查理定律用于实际气体也有偏差 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 下列说法正确的是 A 氢气 氧气 氮气等气体就是理想气体B 理想气体是可以被无限压缩的C 理想气体的分子势能为零D 只有在压强不太大 温度不太低时 实际气体才能当做理想气体来处理 解析 选BCD 像氢气等是自然界实际存在的气体 而理想气体并不存在 所以氢气 氧气等实验气体永远也成不了理想气体 但是 当压强不太大 温度不太低时 实际气体才能较好地符合气体实验定律 这时才可把它们当理想气体看待 因此选项A不正确 选项D正确 由于理想气体分子间无作用力 所以理想气体可被无限压缩且无分子势能 故选项B C均正确 本题答案应为BCD 二 对理想气体模型的理解1 理想气体是一种理想化模型 是对实际气体的科学抽象 2 实际气体 特别是那些不容易液化的气体 如氢气 氧气 氮气 氦气等 在压强不太大 不超过大气压的几倍 温度不太低 不低于负几十摄氏度 时 可以近似地视为理想气体 3 在微观意义上 理想气体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计 分子间不存在相互作用的引力和斥力 所以理想气体的分子势能为零 理想气体的内能等于分子的总动能 4 从能量上看 理想气体的微观本质是忽略了分子力 所以其状态无论怎么变化都没有分子力做功 即没有分子势能的变化 于是理想气体的内能只有分子动能 即一定质量理想气体的内能完全由温度决定 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 关于理想气体 下列说法中正确的是 A 严格遵守气体实验三定律的气体称为理想气体B 理想气体客观上是不存在的 它只是实际气体在一定程度上的近似C 低温和高压条件下的实际气体都可以看成理想气体D 和质点的概念一样 理想气体是一种理想化的模型 解析 选ABD 理想气体严格遵守气体三定律 客观上不存在 它是一种理想化的模型 在温度不太低 压强不太大时 实际气体可以看成理想气体 课堂互动讲练 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B 理想气体的存在是一种人为规定 即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 其温度一定升高了D 氦是液化温度最低的气体 任何情况下均可当理想气体 精讲精析 理想气体是在研究气体的性质过程中建立的一种理想化模型 现实中并不存在 其具备的特性均是人为的规定 A B选项正确 对于理想气体 分子间不存在相互作用力 也就没有分子势能 其内能的变化即为分子动能的变化 宏观上表现为温度的变化 C选项正确 实际中的不易液化的气体 包括液化温度最低的氦气 只有温度不太低 压强不太大的条件下才可当做理想气体 在压强很大和温度很低的情况下 分子的大小和分子间的相互作用力就不能忽略 D选项错误 答案 ABC 方法总结 对物理模型的认识既要弄清其理想化条件的规定性 又要学会抓住实际问题的本质特征 忽略其次要因素 运用理想化模型知识规律 分析解决问题 用一导热 可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A B两部分 如图2 5 1所示 A B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气 且均可看成理想气体 则当两气体处于平衡状态时 A 内能相等B 分子的平均动能相等C 分子的平均速率相等D 分子数相等 图2 5 1 思路点拨 理想气体没有分子势能 其内能由物质的量和温度决定 自主解答 两种理想气体的温度相同 所以分子的平均动能相同 由于气体种类不同 分子质量不同 故分子的平均速率不同 故B正确 C错误 气体质量相同 但摩尔质量不同 所以分子数不同 其分子平均动能的总和不同 因而内能也就不同 故A D也错误 应选B 答案 B 变式训练关于理想气体的相关说法中正确的是 A 理想气体分子本身的大小比起分子之间的平均距离来可以忽略不计B 理想气体的分子不再做无规则运动了C 理想气体的分子间除碰撞外不存在相互作用力D 理想气体没有分子势能 内能只由温度和物质的量来决定解析 选ACD 所有物质的分子包括理想气体的分子都在不停地做无规则运动 知能优化训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 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