沪教版高中物理选修3-3课件 2.4理想气体状态方程30张PPT

课件30张PPT。理想气体状态方程[自学教材]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
如图所示。任何任何[重点诠释] (1)从宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，都可视为理想气体。
(2)从微观上讲，理想气体应有如下性质：分子间除碰撞外无其他作用力；分子本身虽然有体积，但相对于分子所占空间，分子大小可忽略，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。显然这样的气体是不存在的，只是实际气体在一定程度上的近似。 (3)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，即一定质量的理想气体的内能完全由温度决定。
理想气体实际上是不存在的，它只是为了研究问题的方便，突出事物的主要因素，忽略次要因素而引入的一种理想化模型，就像力学中引入质点、电学中引入点电荷模型一样，这些理想化模型的引入使我们对物体规律的研究大大简化。1．关于理想气体，下面说法哪些是正确的 (　　)
A．理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型
B．理想气体的分子没有体积
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
当成理想气体解析：理想气体是指严格遵守气体三定律的气体，实际的气体在压强不太高、温度不太低时可以认为是理想气体，A、D对。理想气体分子间没有分子力，但分子有大小，B错。
答案：AD[自学教材]乘积比值质量[重点诠释]2．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。3．理想气体状态变化的图像
(1)一定质量的气体不同图像的比较： (2)一般状态变化图像的处理方法：
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′端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31 ℃，
大气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面相平，
这时左管被封闭的气柱长L1＝8 cm，则：
(1)当温度t2是多少时，左管气柱L2为9 cm?
(2)当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长L为
8 cm，应在右管中加入多长的水银柱？ [思路点拨]　水银柱封闭气体的情况，压强的单位直接用cmHg表示，封闭气体是气柱，体积用气柱的长度与面积S来表示，这样做的目的是简化计算。[答案]　(1)78 ℃　(2)11.75 cm1．为了测定湖的深度，将一根试管开口向下缓缓压至湖底，
测得进入管中的水的高度为管长的3/4，湖底水温为4 ℃，湖面水温为10 ℃，大气压强76 cmHg。求湖深多少？答案：30.1 m [例2]　房间的容积为20 m3，在温度为7 ℃、大气压强为9.8×104 Pa时，室内空气质量是25 kg。当温度升高到27 ℃，大气压强变为1.0×105 Pa时，室内空气的质量是多少？
[思路点拨]　室内气体的温度、压强均发生了变化，后来气体的体积不一定再是20 m3，可能增大，即有气体从房间内跑出，可能减小，即有气体流入房间内，因此仍以原25 kg气体，通过计算体积确定20 m3的体积中还有多少气体，再计算气体的质量。[答案]　23.8 kg [借题发挥]
本题是变质量问题，如果我们通过恰当地选取研究对象，可以使变质量问题转化为定质量问题，运用理想气体状态方程求解。2．钢筒内装有3 kg气体，当温度为－23 ℃时，压强为4 atm，
如果用掉1 kg气体后温度升高到27 ℃，求筒内气体压强？答案：3.2 atm [例3]　使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。 (1)已知气体在状态A的温度TA＝300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少。
(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)，且说明每段图线各表示什么过程。
[思路点拨]　解答本题可按以下思路分析：[答案]　(1)600 K　600 K　300 K　(2)见解析在如图所示的p－T图中画出A→B→C→D状态变化图像。解析：由以上计算可知：
pA＝4 atm，TA＝300 K，
pB＝4 atm，TB＝600 K，
pC＝2 atm，TC＝600 K，
pD＝2 atm，TD＝300 K，所以其状态变化过程的p－T图线如图所示：答案：见解析图