沪教版高中物理选修3-3 2.4理想气体状态方程_学案1

理想气体的状态方程

【学习目标】
1．准确理解理想气体这个物理模型。
2．会推导理想气体的状态方程，并能够应用理想气体状态方程求解相应的题目和解释相关的现象。
3．了解统计规律及其在科学研究和社会生活中的作用。
4．知道分子运动的特点，掌握温度的微观定义。
5．掌握压强、实验定律的微观解释。
【学习重难点】
1. 会推导理想气体的状态方程，并能够应用理想气体状态方程求解相应的题目和解释相关的现象；
2. 掌握压强、实验定律的微观解释
【学习过程】
1、 理想气体
1．为了研究问题的方便，可以设想一种气体，在任何 ，我们把这样的气体叫做理想气体。
2．理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化的模型。
3．理想气体分子间，除碰撞外无其它作用力，从能量上看，一定质量的理想气体的内能完全由
决定。
2、 理想气体的状态方程
1．内容：一定质量的理想气体在从一个状态变到另一个状态时，尽管P、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
3、 方程： ， 。
推导：（两种方法）



（1）一定质量的理想气体当状态变化过程中三个状态参量保持某一个参量不变时，就可以从理想气体状态方程分别得到
（2）根据气体的密度ρ=m/V，可以得到气体的密度公式
（3）适用条件
（4）注意方程中各物理量的单位，温度必须用 ，公式两边中P和V单位必须 ，但不一定是国际单位。
4、 气体分子运动的特点
1、从微观的角度看，物体的热现象是由 的热运动所决定的，尽管个别分子的运动有它的不确定性，但大量分子的运动情况会遵守一定的 。
2、分子做无规则的运动，速率有大有小，由于分子间频繁碰撞，速率又将发生变化，但分子的速率都呈现 的规律分布。这种分子整体所体现出来的规律叫统计规律。
3、气体分子运动的特点
（1）分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着 运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都 。
（2）气体分子速率分布表现出“中间多，两头少”的分布规律。温度升高时，速率大的分子数目 ，速率小的分子数目 ，分子的平均速率 。
4、温度是 的标志。用公式表示为 。
五、气体压强的微观意义
1、气体的压强是 而产生的。气体压强等于大量气体分子作用在器壁 。
2、影响气体压强的两个因素： ， 。从两个因素中可见一定质量的气体的压强与 ， 两个参量有关。
六、对气体实验定律的微观解释
1、一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能是 的，在这种情况下，体积减小时，分子的 ，气体的压强就 这就是玻意耳定律的微观解释。
2、
这就是查理定律的微观解释。
3、
是盖·吕萨克定律的微观解释。


【达标检测】
1．如图所示，一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，a、b、c、d表示四个不同状态，则（ ）
A．气体由状态a变到状态c，其内能减少，一定向外界放出了热量
B．气体由状态a变到状态d，其内能增加，一定向外界吸收了热量
C．气体由状态d变到状态b，其内能增加，一定向外界吸收了热量
D． 气体由状态b变到状态a，其内能减少，一定向外界放出了热量
2．如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1=310C，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，则
（1）当温度t2多少时，左管气柱L2为9cm？
（2）当温度达到上问中大的温度t2时，为使左管气柱长L为8cm，应在右管中加入多长的水银柱？

3．对于理想气体下列哪些说法是不正确的（ ）
A、理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型
B、理想气体的分子间没有分子力
C、理想气体是一种理想模型，没有实际意义
D、实际气体在温度不太低，压强不太大的情况下，可当成理想气体
4．一定质量的理想气体，从状态P1、V1、T1变化到状态P2、V2、T2．下述过程不可能的是（ ）
A、P2＞ P1，V2＞ V1，T2 ＞T1
B、P2＞ P1，V2＞ V1，T2 ＜T1
C、P2＞ P1，V2＜ V1，T2 ＞T1
D、P2＞ P1，V2＜ V1，T2 ＜T1
5．用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0、压强为P0的空气打入容器内。若容器内原有空气的压强为P0，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强是多少？



100

200

400

d

b

O

1

2

3

4

P/×1.01×105Pa

a

c

300

T/K



L



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