1、第3节理想气体的状态方程课堂合作探究问题导学一、理想气体状态方程活动与探究11实际气体严格遵守气体实验定律吗？2从微观角度上讲，理想气体有怎样的特点？3请根据一定质量的理想气体的状态方程推导出含有密度的表达式。迁移与应用1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=76 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1=8 cm，求：（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。1理想气体状态方程与气体实验定律由此可见，三个气体实验定律是理想气体状态方程的特
2、例。2应用理想气体状态方程解题的一般步骤（1）明确研究对象，即一定质量的气体；（2）确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；（3）由理想气体状态方程列式求解；（4）讨论结果的合理性。二、气体的状态变化图象活动与探究2一定质量的理想气体，其状态变化如图中箭头所示顺序进行，则AB段是_过程，遵守_定律；BC段是_过程，遵守_定律；若CA段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分，则CA段是_过程，遵守_定律。迁移与应用2如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左边汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0。开始时
3、活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297 K，现缓慢加热缸内气体，直至399.3 K。求：（1）活塞刚离开B处时的温度TB；（2）缸内气体最后的压强p；（3）在图中画出整个过程的pV图线。1用图象表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明确等优点。另外，利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，给解答将带来很大的方便。2图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程。明确图象的物理意义和特点，区分清楚各个不同的物理过程是解决问题的关键。3对于图象的改画问题，首先在原图
4、中求出各状态的p、V、T，然后确定从一个状态到另一个状态经历什么过程，最后从其他图中描出各点状态量，根据变化过程描出图线，即所画的图象。当堂检测1关于理想气体，下列说法不正确的是（）A理想气体能严格遵守气体实验定律B实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，可看成理想气体C实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体D所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体2对于理想气体方程恒量，下列叙述正确的是（）A质量相同的不同种气体，恒量一定相同B质量不同的不同种气体，恒量一定不相同C物质的量相同的任何气体，恒量一定相等D标准状态下的气体，恒量一定相同3对一定质量的气体，下列说法正确的
5、是（）A温度发生变化时，体积和压强可以不变B温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化C如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变D只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们就说气体状态变化了4一定质量的理想气体经历一膨胀过程，此过程可以用pV图象上的直线ABC来表示，如图所示，在A、B、C三个状态中，气体的温度TA_TC、TB_TA（选填“”“”或“”）。5有一定质量的氦气，压强与大气压相等，体积为1 m3，温度为0 。在温度不变的情况下，如果压强增大到大气压的500倍，按玻意耳定律计算，体积应该缩小至m3，但实验的结果是m3。如果压强增大到大气压的1 000倍，体积实际减小
6、至m3，而不是按玻意耳定律计算得到的m3。在此过程中可以把氦气看成理想气体吗？答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：1答案：任何规律都有自己的适用范围，气体实验定律也不例外。玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克定律，都是在压强不太大（和大气压强相比）、温度不太低（和室温比较）的条件下根据实验总结出来的。当压强很大、温度很低时，由上述气体定律得出的结果和实际测量的结果有很大的差别。所以实际气体并不严格遵守气体实验定律。2答案：（1）分子本身的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计。（2）分子间的距离很大，因此除碰撞外，分子间的相互作用力忽略不计。3答案：一定质量的理想气体的状态方程为，等式两边分别
7、除以被研究气体的质量m，可以得到方程，这就是一定质量的理想气体的状态方程含有密度的表达式。迁移与应用1：答案：（1）78 （2）11.75 cm解析：（1）初状态：p1p076 cmHg，V1L1S，T1304 K；末状态：p2p02 cmHg78 cmHg，V2L2S，T2？根据理想气体状态方程代入数据得T2351 K，t278 。（2）设应在左管中加入h cm水银柱，p3p0h（76h）cmHg，V3V1L1S，T3T2351 K根据理想气体状态方程代入数据得h11.75 cm。活动与探究2：答案：等容查理等压盖吕萨克等温玻意耳迁移与应用2：答案：（1）330 K（2）1.1p0（3）见解
8、析图解析：（1）活塞刚离开B处之前的状态变化可看做等容变化。初状态：p10.9p0，T1297 K，V1V0；末状态：p2p0，T2TB，V2V0；由查理定律得，解得TB330 K。（2）最后状态p3p，T3399.3 K，V3V00.1V01.1V0，由理想气体状态方程：得：解得p1.1p0。（3）如图所示，状态的变化是先等容升温到状态2，再等压缓慢升温，变化到末态体积，最后再等容升压到最终状态。【当堂检测】1BD解析：理想气体是在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体，A正确；它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的近似，故C正确，B、D错误。2C3BC解析：p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定，也可以三个量同时发生变化，而一个量变化，另外两个量不变的情况是不存在的，气体状态的变化就是p、V、T的变化。故B、C说法正确。4答案：解析：由pV图象读出理想气体在A、B、C三个状态的参量为：pA3 atm，VA1 L；pB2 atm，VB2 L；pC1 atm，VC3 L，根据理想气体状态方程，有，即，所以TATC，TATB。5答案：不可以。解析：理想气体是在任何温度、压强下都严格遵守气体实验定律的气体。一定质量的氦气在上述变化过程中，不符合玻意耳定律，所以不能看成理想气体。
