2019_2020学年高中物理第2章气体定律与人类生活4理想气体状态方程精练沪教版选修3_3.doc

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1、2．4　理想气体状态方程　1.知道什么是理想气体，理解理想气体的状态方程，掌握用理想气体实验定律进行定性分析的方法．(重点)2．理解理想气体状态方程的推导过程，掌握用理想气体状态方程进行定量计算的方法．(难点),　　　　　　　　一、理想气体状态方程1．一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到另一个状态2时，尽管其p、V、T都可能变化，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变．也就是说＝或＝C(C为恒量)．两式都叫做一定质量的理想气体状态方程．2．气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．一定质量的理想气体状态方程＝.(1)当m、T不变时，则为p1V1＝p

2、2V2——玻意耳定律．(2)当m、V不变时，则为＝——查理定律．(3)当m、p不变时，则为＝——盖－吕萨克定律．二、摩尔气体常量1．普适气体常量：R＝＝8.31J/(mol·K)．它适用于任何气体．2．克拉珀龙方程：对于质量为m的理想气体，设它的摩尔质量为M，则该气体的摩尔数为n＝，由此可得：pV＝RT或pV＝nRT．　对理想气体的理解1．理想气体的理解(1)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，实际上并不存在，就像力学中质点、电学中点电荷模型一样．(2)从宏观上讲，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．而在微观意义上，

3、13理想气体是指分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计且分子间不存在相互作用的引力和斥力的气体．2．理想气体的特点(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可以忽略不计，分子可视为质点．(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，理想气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．　(多选)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

4、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，任何情况下均可视为理想气体[解析]　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规定的，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形下，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　1.(多选)关于理想气体，下列说法正确的是(

5、　　)A．理想气体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AC.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项正确；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错误．　理想气体状态方程的理解1．适用条件：一定质量的理想气体．2.＝恒量C的意义：恒量C仅由气体所含物质的量决定(或由气体的种类、质量决定)与其他量无关，不同类的气体只要物质的量相同则C相同．133．应用状态方

6、程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即某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．4．理想气体状态方程和克拉珀龙方程的比较(1)理想气体状态方程是克拉珀龙方程在气体质量不变情况下的一种特例．(2)克拉珀龙方程可以处理气体质量发生变化的情况．　如图，绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦．两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为V0、温度均为T0.缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍．设环境温度始终保

7、持不变．求汽缸A中气体的体积VA和温度TA.[思路点拨]取封闭的理想气体为研究对象→确定初、末状态的状态参量→由理想气体状态方程列式求解→等温过程→玻意耳定律→选取初、末状态→列式、求解．[解析]　设初态压强为p0，膨胀后A、B压强相等pB＝1.2p0B中气体始末状态温度相等p0V0＝1.2p0(2V0－VA)所以VA＝V0A部分气体满足＝所以TA＝1.4T0.[答案]　V0　1.4T0　2.一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝4kg，活塞横截面积S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面