1、第八章 第3讲 理想气体的状态方程目标定位 1.了解理想气体的概念，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体.2.掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题.1 预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究 3 对点练习 巩固应用反馈 预习导学 梳理识记点拨 1.定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从的气体.2.实际气体在压强(相对大气压)、温度(相对室温)时可当成理想气体处理.3.理想气体是一种的模型，是对实际气体的.一、理想气体 气体实验定律不太大不太低理想化科学抽象5 第3讲 理想气体的状态方程 二、理想气体的状态方程1.内容：一定的某种理想气体，在从一个状态(
2、p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，尽管p、V、T都可能改变，但是跟体积的乘积与的比值保持不变.2.理想气体状态方程表达式：或C(常量).质量压强热力学温度p1V1T1 p2V2T2 pVT3.推导方法：(1)控制变量法.(2)选定状态变化法.4.成立条件：质量一定的理想气体.课堂讲义 理解深化探究 一、理想气体状态方程 1.理想气体(1)理解：理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想化模型，是实际气体的一种近似，就像力学中质点、电学中点电荷模型一样，突出矛盾的主要方面，忽略次要方面，从而认识物理现象的本质，是物理学中常用的方法.7 第3讲 理想气体的状态方程(2)特点：
3、严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程.理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点.理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关.8 第3讲 理想气体的状态方程 2.理想气体状态方程与气体实验定律 p1V1T1 p2V2T2 T1T2时，p1V1p2V2玻意耳定律V1V2时，p1T1p2T2查理定律p1p2时，V1T1V2T2盖吕萨克定律9 第3讲 理想气体的状态方程 3.应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即一定质量的理想气体；(2)确定气体在初、末状态的参量p1、
4、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由状态方程列式求解；(4)讨论结果的合理性.10 第3讲 理想气体的状态方程 例1 一水银气压计中混进了空气，因而在27、外界大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm，当温度降至3 时，这个气压计的读数为743 mmHg，求此时的实际大气压值为多少mmHg?11 第3讲 理想气体的状态方程 解析 画出该题初、末状态的示意图：12 第3讲 理想气体的状态方程 分别写出初、末状态的状态参量：p1758 mmHg738 mmHg20 mmHg V1(80 mm)S(S是管的横截面积)T1(27327)K30
5、0 K p2p743 mmHg V2(73880)mmS743(mm)S75(mm)S T2(2733)K270 K 13 第3讲 理想气体的状态方程 将数据代入理想气体状态方程：p1V1T1 p2V2T2解得p762.2 mmHg.答案 762.2 mmHg 14 第3讲 理想气体的状态方程 针对训练 内径均匀的L形直角细玻璃管，一端封闭，一端开口竖直向上，用水银柱将一定质量空气封存在封闭端内，空气柱长4 cm，水银柱高58 cm，进入封闭端长2 cm，如图1所示，温度是87，大气压强为75 cmHg，求：图115 第3讲 理想气体的状态方程(1)在图示位置空气柱的压强p1；解析 p1p0p
6、h(7558)cmHg133 cmHg.答案 133 cmHg 16 第3讲 理想气体的状态方程(2)在图示位置，要使空气柱的长度变为3 cm，温度必须降低到多少度？解析 对空气柱：初状态：p1133 cmHg，V14S，T1(27387)K360 K.末状态：p2p0ph(7557)cmHg132 cmHg，V23S.由p1V1T1 p2V2T2 代入数据，解得 T2268 K5.答案 5 17 第3讲 理想气体的状态方程 二、理想气体状态方程与气体图象1.一定质量的理想气体的各种图象 类别 图线 特 点 举 例 p-V pVCT(其中C为恒量)，即pV之乘积越大的等温线温度越高，线离原点越
7、远 p-pCT ，斜率kCT，即斜率越大，温度越高 1V1V18 第3讲 理想气体的状态方程 p-T p T，斜率k，即斜率越大，体积越小 V-T V T，斜率k，即斜率越大，压强越小 CVCVCpCp19 第3讲 理想气体的状态方程 2.理想气体状态方程与一般状态变化图象 基本方法：化“一般”为“特殊”，如图2是一定质量的某种理想气体的状态变化过程ABCA.图220 第3讲 理想气体的状态方程 在V-T图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程，因pApBpC，即pApBTA.为确定它们之间的定量关系，可以从pV图上的标度值代替压强和体积的大小，
8、代入理想气体状态方程，即，故TB6TA.pAVATA pBVBTB21TA 34TB答案 C 对点练习 巩固应用反馈 理想气体状态方程的理解 1.对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是()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 1 2 3 427 第3讲 理想气体的状态方程 解析 由理想气体状态方程恒量得A项中只要压强减小就有可能，故A项正确；1 2 3 4pVT而B项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B项错；C项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增
9、大，故C项错；28 第3讲 理想气体的状态方程 D项中温度升高，压强减小，体积减小，导致减小，故D项错误.1 2 3 4pVT答案 A 29 第3讲 理想气体的状态方程 2.一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T，经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是()A.先等温膨胀，再等容降温B.先等温压缩，再等容降温 C.先等容升温，再等温压缩D.先等容降温，再等温压缩 1 2 3 430 第3讲 理想气体的状态方程 解析 根据理想气体状态方程C，若经过等温膨胀，则T不变，V增加，p减小，再等容降温，则V不变，T降低，p减小，最后压强p肯定不是原来值，A错，同理可以确定C也错，正确
10、选项为B、D.1 2 3 4pVT答案 BD 31 第3讲 理想气体的状态方程 理想气体状态变化的图象3.如图5所示，在p-T坐标系中的a、b两点，表示一定质量的理想气体的两个状态，设气体在状态a时的体积为Va，密度为a，在状态b时的体积为Vb，密度为b，则()A.VaVb，abB.VaVb，aVb，abD.Vab 1 2 3 4图532 第3讲 理想气体的状态方程 解析 过a、b两点分别作它们的等容线，由于斜率kakb，所以Vab，故D正确.1 2 3 4mV答案 D 33 第3讲 理想气体的状态方程 4.在下列图中，不能反映一定质量的理想气体经历了等温变化等容变化等压变化后，又可以回到初始状态的图是()1 2 3 434 第3讲 理想气体的状态方程 解析 根据p-V、p-T、V-T图象的意义可以判断，其中D项显示的是理想气体经历了等温变化等压变化等容变化，与题意相符.答案 D 1 2 3 4