人教版新课标物理选修3-3第八章第3节8.3理想气体状态方程(共23张PPT)

理想气体状态方程3一.理想气体在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体，叫做理想气体。理想气体具有那些特点呢？1.理想气体是不存在的，是一种理想化模型。2.在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。4.从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，因此，理想气体的内能只有分子动能。3.从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除弹性碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。二、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化到另一个状态时，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。2.公式：3.适用条件:一定质量的理想气体。注意：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即取决于理想气体的物质的量决定CTpVTVpTVp或222111三、克拉珀龙方程（了解）或RTMmpVnRTpV克拉珀龙方程是任意质量的理想气体的状态方程，它联系着某一确定状态下，各物理量的关系。对实际气体只要温度不太低，压强不太大就可应用克拉珀龙方程解题．设为1mol理想气体在标准状态下的常量，叫做摩尔气体常量．000TVpR注意:R的数值与单位的对应P(atm)，V(L):R=0.082atm·L/mol·KP(Pa)，V(m3):R=8.31J/mol·K摩尔气体常量（了解）如图所示，一定质量的理想气体，由状态A沿直线AB变化到B，在此过程中，气体分子的平均速率的变化情况是()A、不断增大B、不断减小C、先减小后增大D、先增大后减小练习：V/L1231230p/atmABC小结：一、理想气体：在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体二、理想气体的状态方程注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由气体的物质的量决定三、克拉珀龙方程或RTMmpVnRTpV摩尔气体常量：P(atm),V(L):R=0.082atm·L/mol·KP(Pa),V(m3):R=8.31J/mol·KCTpVTVpTVp或2221111.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是()A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝12T2B．p1＝3p2，V1＝2V2，T1＝6T2C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T21.理想气体状态方程的应用2.一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内，开始时气体体积为V0，温度为27℃，在活塞上施加压力，将气体体积压缩到23V0温度升高到57℃，设大气压强p0＝1.0×105Pa，不计活塞的质量以及它与气缸间摩擦．(1)求此时气体的压强。(2)保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强。答案：(1)1.65×105Pa(2)1.1×105Pa解解析析：：(1)由理想气体的状态方程p0V0T0=p1V1T1得：1.0×105Pa×V0(273＋27)K＝p1×23V0(273＋57)K，所以1.0×105Pa×V0300K＝p1×23V0330K，p1＝1.65×105Pa.(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，得1．65×105Pa×23V0＝p2×V0，所以p2＝1.1×105Pa.3.某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔中的温度为37℃，压强为1.1标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为0.5L，温度为0℃。(1)肥皂泡内、外压强差别不大，均近似等于1标准大气压。试估算肥皂泡内的气体分子个数；(2)肥皂泡内压强近似等于1标准大气压。求这部分气体在口腔内的体积。解析：(1)肥皂泡内气体的摩尔数n＝V22.4＝0.022mol分子数N＝nNA＝0.022×6.02×1023个＝1.32×1022个(2)T1＝273＋37K＝310K，T2＝273K由理想气体状态方程p1V1T1＝p2V2T2V1＝p2V2T1p1T2＝1×0.5×3101.1×273＝0.52L答案：(1)1.32×1022个(2)0.52L2.图像问题特点举例p－VpV=CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远温度越高即斜率越大斜率,,,1CTkVCTp类别图线Vp1特点举例p－TV－T压强越小即斜率越大斜率,,,pCkTpCV类别图线体积越大即斜率越大斜率,,,VCkTVCp1.已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变2.一定质量的理想气体的p－t图象如图所示，在状态A变到状态B的过程中，体积()A．一定不变B．一定减小C．一定增加D．不能判定怎样变化3.一定质量的理想气体的状态变化过程的V－T图象如图甲所示，若将该变化过程用P－T图象表示，则应为图乙中的哪一个()(1)已知气体在状态A的温度TA＝300K，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)。说明每段图线各表示什么过程。4.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)根据理想气体状态方程pAVATA＝pCVCTC＝PDVDTD，可得TC＝pCVCpAVA·TA＝2×404×10×300K＝600K，TD＝pDVDpAVA·TA＝2×204×10×300K＝300K，由题意TB＝TC＝600K.解析：p－V图中直观地看出，气体在A、B、C、D各状态下压强和体积为VA＝10L，pA＝4atm，pB＝4atm，pC＝2atm，pD＝2atm，VC＝40L，VD＝20L.(2)由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有pBVB＝pCVC，得VB＝pCVCpB＝2×404L＝20L.在V－T图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态依次连接(如图)，AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程．