《气体：理想气体的状态方程》人教版高三物理选修3-3PPT课件

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讲解人：XXX时间：2020.5.25MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT第3节理想气体的状态方程第八章气体人教版高中物理选修3-31.掌握气态方程的表达式2.会用该表达式进行相关的运算学习目标阅读教材，同时思考以下几个问题：1.视为理想气体的条件是什么：2.理想气态满足什么规律？问题指导假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“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。3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除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。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，理想气体的内能只有分子动能。一、理想气体例1.（多选）关于理想气体的性质，下列说法中正确的是(　　)A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体ABC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.一、理想气体如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？0pVABCTA=TB【问题】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？一、理想气体推导过程从A→B为等温变化：由玻意耳定律pAVA=pBVB从B→C为等容变化：由查理定律0pVABCCBBCppTTCCCAAATVpTVp又TA=TBVB=VC解得：一、理想气体CBBCppTTCCCAAATVpTVp1、内容：一定质量的某种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：112212pVpVTT或pVCT3、使用条件:一定质量的某种理想气体.注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定二、理想气体的状态方程112212pVpVTTpVCT例题2:一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至-3℃时，这个气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？二、理想气体的状态方程p1=758-738=20mmHgV1=80Smm3T1=273+27=300KT2=273+（-3）=270K解得：p=762.2mmHgp2=p-743mmHgV2=（738+80）S-743S=75Smm3解：以混进水银气压计的空气为研究对象初状态：末状态：由理想气体状态方程得：112212pVpVTT2080(743)75300270SpS即二、理想气体的状态方程112212pVpVTT2080(743)75300270SpS即121122PPTT4、气体密度式：以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态K273L/mol4.22atm1000TVp，，CTpV根据　　　　　得：KL/molatm082.0273K22.4L/molatm1000TVpK/mol31.8273K/molm1022.4Pa10013.133-5000JTVp或二、理想气体的状态方程121122PPTTK273L/mol4.22atm1000TVp，，CTpVKL/molatm082.0273K22.4L/molatm1000TVpK/mol31.8273K/molm1022.4Pa10013.133-5000JTVp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一摩尔理想气体的状态方程：通常写成RTpVRTpV5、摩尔气体常量：二、理想气体的状态方程000TVpRRTpVRTpV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．三、克拉珀龙方程RTMmpVnRTpV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=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.由p-V图可直观地看出气体在A、B、C、D各状态下压强和体积CCAADDACD==pVpVpVTTTTB=TC=600KTD=300K等压膨胀等温膨胀等压压缩由B到C,由玻意耳定律有pBVB=pCVC,得CCBB240==L=20L4pVVp三、克拉珀龙方程CCAADDACD==pVpVpVTTTCCBB240==L=20L4pVVp例：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（）V/L1231230p/atmABCA、不断增大B、不断减小C、先减小后增大D、先增大后减小D三、克拉珀龙方程一、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112212pVpVTT或pVCT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121122PPTT气体密度式：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·K小结112212pVpVTTpVCT121122PPTTRTMmpVnRTpV1.对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是(　　)A．使气体体积增加而同时温度降低B．使气体温度升高，体积不变、压强减小C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大D．使气体温度升高，压强减小，体积减小A课堂训练2.某气象探测气球内充有温度为27℃、压强为1.5×105Pa的氦气，其体积为5m3.当气球升高到某一高度时，氦气温度为200K，压强变为0.8×105Pa，求这时气球的体积多大？初态温度T1＝(273＋27)K＝300K112212pVpVTT由3122121=6.25mpTVVpT课堂训练112212pVpVTT3122121=6.25mpTVVpT3.如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31℃，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，求：当温度t2等于多少时，左管气柱L2为9cm?1cm1cmp2＝（76+2）cmHg=78cmHg112212pVpVTT由2=351KT得2=78t℃课堂训练112212pVpVTT2=351KT2=78t℃讲解人：XXX时间：2020.5.25MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT感谢各位的聆听第八章气体人教版高中物理选修3-3