2012高中物理 8.3 理想气体的状态方程课件 新人教版选修3-3.ppt

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1、1.理想气体(1)理解：理想气体是为了研究问题方便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，突出问题的主要方面，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①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程.②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比忽略不计，分子视为质点.③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能的变化，一定质量的理想气体内能的变化只与温度有关.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

2、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.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做理想气体处理，但这时往往关注的是气体质量是否一定.【典例1】房间的容积为20m3,在温度为7℃、大气压强为9.8×104Pa时,室内空气质量是25kg.当温度升高到27℃、大气压强变为1.0×105Pa时,室内空气的质量是多少?【解题指导】首先房间一般情况下不会是密闭的，再者让求室内空气的质量就隐含了房间内的气体质量可能是变化的，故解本题的关键就在于如何选择研究对象，使之符合理想气

3、体的状态方程.【标准解答】室内气体的温度、压强均发生了变化,原气体的体积不一定再是20m3,可能增大(有气体跑出),可能减小(有气体流入),因此仍以原25kg气体为研究对象,通过计算才能确定.气体初态:p1=9.8×104Pa,V1=20m3,T1=280K气体末态:p2=1.0×105Pa,V2=?,T2=300K由理想气体状态方程:所以因V2>V1,故有气体从房间内流出.房间内气体质量答案:23.8kg【规律方法】对于变质量问题，关键是如何灵活选择研究对象，将变质量转化为一定质量，可取原有气体为研究对象，也可以选择剩余气体为研究对象，始末状态参量必须对同一部分气体

4、，即将变质量的问题转化为一定质量的气体，在压强不太大，温度不太低时，运用理想气体状态方程探究所提出的问题.【变式训练】钢筒内装有3kg气体,当温度为-23℃时,压强为4atm,如果用掉1kg气体后温度升高到27℃,求筒内气体压强.【解析】以钢筒内剩下的2kg气体为研究对象.设钢筒容积为V,则该部分气体在初状态占有的体积为末状态时恰好充满整个钢筒.由一定质量理想气体的状态方程得答案：3.2atm1.一定质量的气体不同图象的比较2.一般状态变化图象的处理方法基本方法，化“一般”为“特殊”，如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A→B→C→A.在V-T图线上，等压线是一簇延

5、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pA′

6、气压强)，温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K.求：(1)活塞刚离开B处时的温度TB;(2)缸内气体最后的压强p；(3)在图中画出整个过程的p-V图线.【解题指导】审题时应关注以下两点：(1)活塞刚离开B处时，关键词为“刚离开”隐含已经离开了与限制装置没有力的作用，故此时封闭气体的压强为p0,而刚离开又隐含封闭气体的体积还没有来得及变，体积仍为V0.(2)气体最后的压强，关键词为“最后”被A处装置卡住，气体体积为1.1V0.【标准解答】(1)活塞刚离开B处时，体积不变，封闭气体的压强为p2=p0,由查理定律得:解得TB=330K.(2)以封闭气体为研

7、究对象，活塞开始在B处时，p1=0.9p0,V1=V0,T1=297K;活塞最后在A处时：V3=1.1V0,T3=399.3K,由理想气体状态方程得故(3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强增大到p2=p0达到状态2，再由状态2先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到1.1V0后再等容升温，使压强达到1.1p0.答案：(1)330K(2)1.1p0(3)见解析【规律方法】理想气体状态方程的解题技巧(1)挖掘隐含条件，找出临界点，临界点是两个状态变化过程的分界点，正确找出临界点是解题的基本前提，本题中活塞刚离开B处和刚到达A处