1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-3 第八章 气体成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 气体 第八章 第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 第三节 理想气体的状态方程第八章 第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 学习目标定位 1课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5课 时 作 业 7易错案例剖析 6第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 学习目标定位第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 了解
2、理想气体模型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第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 课堂情景切入第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 燃烧器喷出熊熊烈焰，巨大的气球缓缓膨胀如果有朝一日你乘坐热气球在蓝天翱翔，那将是一件有趣而刺激的事情，热气球在升空过程中它的状态参量发生了怎样的变化？遵循什么规律？第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 知识自主梳理第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 理想气体1理想气体在_温度、_压强下都严格遵从气体实
3、验定律的气体。2理想气体与实际气体任何任何第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 理想气体状态方程1内容一定质量的某种理想气体在从一个状态 1 变化到另一个状态 2 时，尽管 p、V、T 都可能改变，但是压强跟_的乘积与热力学温度的_保持不变。2表达式p1V1T1 _或pVT _3适用条件一定_的理想气体。体积比值p2V2T2恒量质量第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 重点难点突破第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 一、理想气体1含义为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵
4、从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理想气体。2特点(1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。(2)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。(3)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。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 特别提醒：理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化的模型。“理想气体”如同力学中的“质点”、“弹簧振子”一样，是一种理想的物理模型。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物
5、理 选修3-3 二、理想气体的状态方程1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盖吕萨克定律第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 2推论根据气体的密度 mV，可得气体的密度公式 p1T11 p2T22。适用条件：温度不太低(与常温比较)、压强不太大(与大气压比较)。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)确定气体在始末状态的参量 p1、V1、T1 及 p2、V2、T2；(3)由状态方程列式求解；(4)讨论结
6、果的合理性。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 特别提醒：(1)注意方程中各物理量的单位。T必须是热力学温度，公式两边中p和V单位必须统一，但不一定是国际单位。(2)在涉及到气体的内能、分子势能问题中要特别注意是否为理想气体，在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当作理想气体处理，但这时往往关注的是是否满足一定质量。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 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，压强近似等于1标准大气压。求这部分气体在口腔
7、内的体积。答案：0.52L解析：T127337K310K，T2273K由理想气体状态方程p1V1T1 p2V2T2V1p2V2T1p1T2 10.53101.1273 L0.52L第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 三、一定质量的理想气体的各种图象类别图线特点举例pVpVCT(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p1/VpCT1V，斜率 kCT，即斜率越大，温度越高第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 类别图线特点举例pTpCVT，斜率 kCV，即斜率越大，体积越小VTVCpT，斜率 kCp，即
8、斜率越大，压强越小第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (盐 城 市 2013 2014学年高二下学期期末)如图甲所示，一定质量理想气体的状态沿1231的顺序作循环变化，若用VT或p V 图 象 表 示 这 一 循环，乙图中表示可能正确的选项是()第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 答案：D解析：在pT图象中12过原点，所以12为等容过程，体积不变，而从23气体的压强不变，温度降低，31为等温过程，D正确。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 考点题型设计第八章 第三节成才之路 高中新课程
9、学习指导 人教版 物理 选修3-3 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。理想气体状态方程的应用第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 解析：(1)封闭气体的压强与水银柱的压强之和等于大气压强。(2)首先应确定初末状态各状态参量，明确哪些量已知，哪些量未知，然后列方程求解。初状态：p1(758738)mmHg20mmHg，V180Smm3(S是管的横截面积)T1(27327)K300
10、K第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 末状态：p2p743mmHgV2(73880)Smm3743Smm375Smm3T2273K(3)K270K根 据 理 想 气 体 的 状 态 方 程 p1V1T1 p2V2T2 得 2080S300p74375S270解得：p762.2mmHg答案：762.2mmHg第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (山东省实验中学20142015学年高三模拟)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m 深处的海水温度为280 K。
11、某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化，如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T0300 K，压强p01 atm，封闭气体的体积V03 m3。如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。求990 m深处封闭气体的体积(1 atm 相当于10 m深的海水产生的压强)。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 答案：2.8102 m3第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 解析：汽缸内的理想气体在深度为 990 m 的海水中的压强为 p199010 p0p0
12、100 atm此处理想气体温度为 T1280 K，根据理想气体状态方程可知：p0V0T0 p1VT1联立代入数值可得：V2.8102 m3第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 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TA300K，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。图象问题第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选
13、修3-3 解析：pV 图中直观地看出，气体在 A、B、C、D 各状态下压强和体积为 VA10L，pA4atm，pB4atm，pC2atm，pD2atm，VC40L，VD20L。(1)根据理想气体状态方程pAVATA pCVCTC pDVDTD，可得 TCpCVCpAVATA240410300K600K，TDpDVDpAVATA220410300K300K，由题意 TBTC600K。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 (2)由状态 B 到状态 C 为等温变化，由玻意耳定律有 pBVBpCVC，得 VBpCVCpB 2404L20L。在 VT 图上状态变化过程的
14、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。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态变化到状态，如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态变化到状态，此过程可用下图中哪几个图象表示()第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 答案：AD解析：由题意知，由状态到状态过程中，温度不变，体积增大，根据pVT C 可知压强将减小。对 A
15、 图象进行分析，pV 图象是双曲线即等温线，且由到体积增大，压强减小，故 A 正确；对 B 图象进行分析，pV 图象是直线，温度会发生变化，故 B 错误；对 C 图象进行分析，可知温度不变，体积却减小，故 C 错误；对 D 图象进行分析，可知温度不变，压强是减小的，故体积增大，D 选项正确。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 如果病人在静脉输液时，不慎将5mL的空气柱输入体内，会造成空气栓塞，致使病人死亡。设空气柱在输入体 内 前 的 压 强 为 760mmHg，温 度 为 27，人 的 血 压 为120/80mmHg，试估算空气柱到达心脏处时，在收缩压和扩
16、张压两种状态下，空气柱的体积分别为多少？解析：空气柱的初状态参量：p0760mmHg，V05mL，T0300K。它在体内收缩压时的状态参量：p1120mmHg，T1310K。探究应用第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 由理想气体状态方程：p0V0T0 p1V1T1，得 V1p0V0T1p1T0 7605310300120 mL32.7mL。它在体内扩张压时的状态参量：p280mmHg，T2310K。由理想气体状态方程：p0V0T0 p2V2T2，得 V2p0V0T2p2T0 760531030080mL49.1mL。答案：32.7mL 49.1mL第八章 第
17、三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉出气球的吹气口，反扣在瓶口上，如图所示，然后给气球吹气，无论怎么吹，气球不过大了一点，想把气球吹大，非常困难，为什么？答案：由题意“吹气口反扣在瓶口上”可知瓶内封闭着一定质量的空气。当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，根据气体压强、体积的关系，空气的压强增大，阻碍了气球的膨胀，因而再要吹大气球是很困难的。第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 易错案例剖析第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 易错点：对理想气体的概念理解不透案例：关
18、于理想气体，下列说法正确的是()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、压强不太大的情况下，可看成理想气体C实际气体在温度不太低、压强不太小的情况下，可看成理想气体D描述气体的三个状态参量都发生变化时，才可应用理想气体状态方程第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 易错分析：易错选项及错误原因具体分析如下：易错选项错误原因B、C对理想气体的概念理解不清D不能正确理解理想气体状态方程的使用条件第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 正确解答：理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A选项正确。它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象，B、C选项错误。对一定质量的理想气体，有两个或三个状态参量发生变化时，都可应用理想气体状态方程，D选项错误。正确答案：A第八章 第三节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-3 课 时 作 业（点此链接）