高中物理 第8章 第3節(jié) 理想氣體的狀態(tài)方程課件 新人教版選修3-3.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-3,氣體,第八章,第三節(jié) 理想氣體的狀態(tài)方程,第八章,燃燒器噴出熊熊烈焰，巨大的氣球緩緩膨脹……如果有朝一日你乘坐熱氣球在藍(lán)天翱翔，那將是一件有趣而刺激的事情，熱氣球在升空過程中它的狀態(tài)參量發(fā)生了怎樣的變化？遵循什么規(guī)律？,,理想氣體,1．理想氣體 在________溫度、________壓強(qiáng)下都嚴(yán)格遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體。 2．理想氣體與實(shí)際氣體,,任何,任何,理想氣體狀態(tài)方程,體積,比值,恒量,質(zhì)量,一、理想氣體 1．含義 為了研究方便，可以設(shè)想一種氣體，在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律，我們把這樣的氣體叫做理想氣體。 2．特點(diǎn) (1)嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程。 (2)理想氣體分子本身的大小與分子間的距離相比可以忽略不計(jì)，分子可視為質(zhì)點(diǎn)。 (3)理想氣體分子除碰撞外，無相互作用的引力和斥力，故無分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能之和，一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)。,特別提醒： 理想氣體是不存在的，它是實(shí)際氣體在一定程度的近似，是一種理想化的模型。“理想氣體”如同力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”、“彈簧振子”一樣，是一種理想的物理模型。,特別提醒： (1)注意方程中各物理量的單位。T必須是熱力學(xué)溫度，公式兩邊中p和V單位必須統(tǒng)一，但不一定是國(guó)際單位。 (2)在涉及到氣體的內(nèi)能、分子勢(shì)能問題中要特別注意是否為理想氣體，在涉及氣體的狀態(tài)參量關(guān)系時(shí)往往將實(shí)際氣體當(dāng)作理想氣體處理，但這時(shí)往往關(guān)注的是是否滿足一定質(zhì)量。,某同學(xué)用吸管吹出一球形肥皂泡，開始時(shí)，氣體在口腔中的溫度為37℃，壓強(qiáng)為1.1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，吹出后的肥皂泡體積為0.5L，溫度為0℃，壓強(qiáng)近似等于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。求這部分氣體在口腔內(nèi)的體積。 答案：0.52L,三、一定質(zhì)量的理想氣體的各種圖象,(鹽城市2013～2014學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖甲所示，一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)沿1→2→3→1的順序作循環(huán)變化，若用V－T或p－V圖象表示這一循環(huán)，乙圖中表示可能正確的選項(xiàng)是( ),,答案：D 解析：在p－T圖象中1→2過原點(diǎn)，所以1→2為等容過程，體積不變，而從2→3氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，3→1為等溫過程，D正確。,一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27℃，外界大氣壓為758mmHg時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738mmHg，此時(shí)管中水銀面距管頂80mm，當(dāng)溫度降至－3℃時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743mmHg，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值。,理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,,解析：(1)封閉氣體的壓強(qiáng)與水銀柱的壓強(qiáng)之和等于大氣壓強(qiáng)。 (2)首先應(yīng)確定初末狀態(tài)各狀態(tài)參量，明確哪些量已知，哪些量未知，然后列方程求解。 初狀態(tài)： p1＝(758－738)mmHg＝20mmHg， V1＝80Smm3(S是管的橫截面積) T1＝(273＋27)K＝300K,(山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2014～2015學(xué)年高三模擬)我國(guó)“蛟龍”號(hào)深海探測(cè)船載人下潛超過七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄。在某次深潛實(shí)驗(yàn)中，“蛟龍”號(hào)探測(cè)到990 m 深處的海水溫度為280 K。某同學(xué)利用該數(shù)據(jù)來研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化，如圖所示，導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，不計(jì)活塞的質(zhì)量和摩擦，汽缸所處海平面的溫度T0＝300 K，壓強(qiáng)p0＝1 atm，封閉氣體的體積V0＝3 m3。如果將該汽缸下潛至990 m深處，此過程中封閉氣體可視為理想氣體。求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm 相當(dāng)于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng))。,答案：2.810－2 m3,,使一定質(zhì)量的理想氣體按圖甲中箭頭所示的順序變化，圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線。 (1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA＝300K，求氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多少？ (2)將上述狀態(tài)變化過程在圖乙中畫成體積V和溫度T表示的圖線(圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，并且要畫箭頭表示變化的方向)。說明每段圖線各表示什么過程。,圖象問題,,如圖所示，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢向右移動(dòng)，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度。氣體從狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，此過程可用下圖中哪幾個(gè)圖象表示( ),,,答案：AD,如果病人在靜脈輸液時(shí)，不慎將5mL的空氣柱輸入體內(nèi)，會(huì)造成空氣栓塞，致使病人死亡。設(shè)空氣柱在輸入體內(nèi)前的壓強(qiáng)為760mmHg，溫度為27℃，人的血壓為120/80mmHg，試估算空氣柱到達(dá)心臟處時(shí)，在收縮壓和擴(kuò)張壓兩種狀態(tài)下，空氣柱的體積分別為多少？ 解析：空氣柱的初狀態(tài)參量： p0＝760mmHg，V0＝5mL，T0＝300K。 它在體內(nèi)收縮壓時(shí)的狀態(tài)參量： p1＝120mmHg，T1＝310K。,探究應(yīng)用,借助鉛筆，把氣球塞進(jìn)一只瓶子里，并拉出氣球的吹氣口，反扣在瓶口上，如圖所示，然后給氣球吹氣，無論怎么吹，氣球不過大了一點(diǎn)，想把氣球吹大，非常困難，為什么？,,答案：由題意“吹氣口反扣在瓶口上”可知瓶?jī)?nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣。當(dāng)氣球稍吹大時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣的體積縮小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)、體積的關(guān)系，空氣的壓強(qiáng)增大，阻礙了氣球的膨脹，因而再要吹大氣球是很困難的。,易錯(cuò)點(diǎn)：對(duì)理想氣體的概念理解不透 案例：關(guān)于理想氣體，下列說法正確的是( ) A．理想氣體能嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律 B．實(shí)際氣體在溫度不太高、壓強(qiáng)不太大的情況下，可看成理想氣體 C．實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太小的情況下， 可看成理想氣體 D．描述氣體的三個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化時(shí)，才可應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程,易錯(cuò)分析：易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因具體分析如下：,正確解答：理想氣體是在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都能遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，A選項(xiàng)正確。它是實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大情況下的抽象，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，有兩個(gè)或三個(gè)狀態(tài)參量發(fā)生變化時(shí)，都可應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 正確答案：A,