人教版高中物理选修3-3第八章第三节理想气体状态方程应用（共14张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-3第八章第三节理想气体状态方程应用（共14张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-05 22:27:05 | ||
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文档简介
(共14张PPT)
理想气体状态方程应用
人教版选修3-3 物理
复习：
理想气体状态方程
三个实验定律
O
p
1/V
O
p
V
玻意耳定律
（等温）
O
p
T
查理定律
（等容）
O
V
T
盖-吕萨克定律
（等压）
理想气体：
压强不太大、温度不太低
微观解释
一、利用力学关系求封闭气体的压强
气缸模型
已知：气缸横截面积为S，质量为m，大气压为p0
求：封闭气体的压强p
G
p0 S
pS
p0 S+G=pS
p0 S+mg=pS
G
p S
p0 S
p S+G=p0S
p0 S
pS
设：活塞与缸体间无摩擦，且密闭良好，气缸及活塞均保持静止
一、利用力学关系求封闭气体的压强
液柱模型
l
设：玻璃管内径均匀，液柱和玻璃管均保持静止
已知：液柱长l，横截面积S，液体密度为ρ，大气压为p0
求：封闭气体的压强p
G
p0 S
pS
p0 S+G=pS
p0 S+ρlSg=pS
G=mg
m=ρV
V=lS
p=p0 +ρlg
\ \ \
l
G
pS
p0S
G+pS=p0 S
p=p0 －ρlg
ρlSg+pS=p0 S
l
A
B
G
p0 S
pS
p
p
p0 S+G=pS
p=p0 +ρlg
二、实例应用
长为 100cm、内径均匀的细玻璃管，一端封闭、一端开口，当开口竖直向上时，用 20cm水银柱封住 L1＝49 cm长的空气柱，如图所示．当开口竖直向下时(设当时大气压强为 76 cmHg，即1×105 Pa)，管内被封闭的空气柱长为多少？
：
设末状态时(管口向下)无水银溢出，
根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2
解得 L2＝84 cm
84 cm＋20 cm>100 cm
所以，假设错误，会有水银溢出
设末状态管内水银柱长 x cm
则 p2＝(76－x) cmHg，
V2＝(100－x)S
根据玻意耳定律 p1V1＝p2V2
x2＋176x＋2896＝0
解得 x＝18.4，x′＝157.6(舍去)
空气柱长度 =81.6 cm.
单位只要左右对称
二、实例应用
如图所示，两端封闭粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l2＝2l1，若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将(设原来温度相同) ( )
A．不动 B．向上运动 C．向下运动 D．无法确定
思路：假设管内水银柱相对玻璃管不动
Δp1 ？ Δp2
根据查理定律对于上段气柱有
同理对于下段气柱
由水银柱初始平衡 p1＝p2＋ρgh >p2
Δp1>Δp2， 水银柱向上移动
B
G
p2S
p1S
O
p
T
A(T, p)
T
O
V
T
A(V, p)
T
等容变化
等压变化
假设管内水银柱相对玻璃管不动的前提下，对比两段空气柱的p-T图线
思考：如果玻璃管始终是水平放置的，结果又应该如何？
答案：不会移动
二、实例应用
一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27℃，如果把它加热到127℃，从容器中逸出的气体质量是原来质量的多少倍？
问题：容器中的气体显然不满足“一定质量的气体”这个条件
研究对象：没逸出和逸出的气体的总和
初态：T1＝(273＋27)K＝300 K，V1；
末态：T2＝(273＋127)K＝400 K，V2 = V1 ＋ΔV.
由盖—吕萨克定律
得
思路：等压变化
二、实例应用
一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa.
请在甲、乙图中分别画出该状态变化过程的p－T图象，以及p－V图象
二、实例应用
一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa.
请在甲、乙图中分别画出该状态变化过程的p－T图象，以及p－V图象
A B C D
p /×104Pa
V/m3 1 1 4 4
T /×102K 2 8 8 4
思路：理想气体状态方程
4
16
4
2
二、实例应用
A B C D
p /×104Pa 2
V/m3 1 1 4 4
T /×102K 2 8 8 4
4
16
4
A
B
C
D
A
B
C
D
思路：
温度T相同时，则有
一定质量的气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断( )
A．ab过程中气体体积不断减小
B．bc过程中气体体积不断减小
C．cd过程中气体体积不断增大
D．da过程中气体体积不断增大
二、实例应用
①
②
③
=
BCD
再见！
理想气体状态方程应用
人教版选修3-3 物理
复习：
理想气体状态方程
三个实验定律
O
p
1/V
O
p
V
玻意耳定律
（等温）
O
p
T
查理定律
（等容）
O
V
T
盖-吕萨克定律
（等压）
理想气体：
压强不太大、温度不太低
微观解释
一、利用力学关系求封闭气体的压强
气缸模型
已知：气缸横截面积为S，质量为m，大气压为p0
求：封闭气体的压强p
G
p0 S
pS
p0 S+G=pS
p0 S+mg=pS
G
p S
p0 S
p S+G=p0S
p0 S
pS
设：活塞与缸体间无摩擦，且密闭良好，气缸及活塞均保持静止
一、利用力学关系求封闭气体的压强
液柱模型
l
设：玻璃管内径均匀，液柱和玻璃管均保持静止
已知：液柱长l，横截面积S，液体密度为ρ，大气压为p0
求：封闭气体的压强p
G
p0 S
pS
p0 S+G=pS
p0 S+ρlSg=pS
G=mg
m=ρV
V=lS
p=p0 +ρlg
\ \ \
l
G
pS
p0S
G+pS=p0 S
p=p0 －ρlg
ρlSg+pS=p0 S
l
A
B
G
p0 S
pS
p
p
p0 S+G=pS
p=p0 +ρlg
二、实例应用
长为 100cm、内径均匀的细玻璃管，一端封闭、一端开口，当开口竖直向上时，用 20cm水银柱封住 L1＝49 cm长的空气柱，如图所示．当开口竖直向下时(设当时大气压强为 76 cmHg，即1×105 Pa)，管内被封闭的空气柱长为多少？
：
设末状态时(管口向下)无水银溢出，
根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2
解得 L2＝84 cm
84 cm＋20 cm>100 cm
所以，假设错误，会有水银溢出
设末状态管内水银柱长 x cm
则 p2＝(76－x) cmHg，
V2＝(100－x)S
根据玻意耳定律 p1V1＝p2V2
x2＋176x＋2896＝0
解得 x＝18.4，x′＝157.6(舍去)
空气柱长度 =81.6 cm.
单位只要左右对称
二、实例应用
如图所示，两端封闭粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l2＝2l1，若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将(设原来温度相同) ( )
A．不动 B．向上运动 C．向下运动 D．无法确定
思路：假设管内水银柱相对玻璃管不动
Δp1 ？ Δp2
根据查理定律对于上段气柱有
同理对于下段气柱
由水银柱初始平衡 p1＝p2＋ρgh >p2
Δp1>Δp2， 水银柱向上移动
B
G
p2S
p1S
O
p
T
A(T, p)
T
O
V
T
A(V, p)
T
等容变化
等压变化
假设管内水银柱相对玻璃管不动的前提下，对比两段空气柱的p-T图线
思考：如果玻璃管始终是水平放置的，结果又应该如何？
答案：不会移动
二、实例应用
一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27℃，如果把它加热到127℃，从容器中逸出的气体质量是原来质量的多少倍？
问题：容器中的气体显然不满足“一定质量的气体”这个条件
研究对象：没逸出和逸出的气体的总和
初态：T1＝(273＋27)K＝300 K，V1；
末态：T2＝(273＋127)K＝400 K，V2 = V1 ＋ΔV.
由盖—吕萨克定律
得
思路：等压变化
二、实例应用
一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa.
请在甲、乙图中分别画出该状态变化过程的p－T图象，以及p－V图象
二、实例应用
一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa.
请在甲、乙图中分别画出该状态变化过程的p－T图象，以及p－V图象
A B C D
p /×104Pa
V/m3 1 1 4 4
T /×102K 2 8 8 4
思路：理想气体状态方程
4
16
4
2
二、实例应用
A B C D
p /×104Pa 2
V/m3 1 1 4 4
T /×102K 2 8 8 4
4
16
4
A
B
C
D
A
B
C
D
思路：
温度T相同时，则有
一定质量的气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断( )
A．ab过程中气体体积不断减小
B．bc过程中气体体积不断减小
C．cd过程中气体体积不断增大
D．da过程中气体体积不断增大
二、实例应用
①
②
③
=
BCD
再见！