高二理化生高二物理理想气体状态方程人教选修.pptx

第1页/共63页第2页/共63页第3页/共63页第4页/共63页第5页/共63页第6页/共63页第7页/共63页第8页/共63页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，突出问题的主要方面，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.第9页/共63页(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忽略不计，分子视为质点.③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能的变化，一定质量的理想气体内能的变化只与温度有关. 第10页/共63页2.理想气体状态方程与气体实验定律第11页/共63页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)讨论结果的合理性.第12页/共63页 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做理想气体处理，但这时往往关注的是气体质量是否一定.第13页/共63页【典例1】房间的容积为20 m3,在温度为7 ℃、大气压强为9.8×104 Pa时,室内空气质量是25 kg.当温度升高到27 ℃、大气压强变为1.0×105 Pa时,室内空气的质量是多少? 【解题指导】首先房间一般情况下不会是密闭的，再者让求室内空气的质量就隐含了房间内的气体质量可能是变化的，故解本题的关键就在于如何选择研究对象，使之符合理想气体的状态方程.第14页/共63页【标准解答】室内气体的温度、压强均发生了变化,原气体的体积不一定再是20 m3,可能增大(有气体跑出),可能减小(有气体流入),因此仍以原25 kg气体为研究对象,通过计算才能确定.气体初态:p1=9.8×104 Pa,V1=20 m3,T1=280 K气体末态:p2=1.0×105 Pa,V2=?,T2=300 K第15页/共63页由理想气体状态方程:所以因V2V1,故有气体从房间内流出.房间内气体质量答案:23.8 kg第16页/共63页【规律方法】对于变质量问题，关键是如何灵活选择研究对象，将变质量转化为一定质量，可取原有气体为研究对象，也可以选择剩余气体为研究对象，始末状态参量必须对同一部分气体，即将变质量的问题转化为一定质量的气体，在压强不太大，温度不太低时，运用理想气体状态方程探究所提出的问题.第17页/共63页【变式训练】钢筒内装有3 kg气体,当温度为-23℃时,压强为4 atm,如果用掉1 kg气体后温度升高到27℃,求筒内气体压强.第18页/共63页【解析】以钢筒内剩下的2 kg气体为研究对象.设钢筒容积为V,则该部分气体在初状态占有的体积为 末状态时恰好充满整个钢筒.由一定质量理想气体的状态方程得答案：3.2 atm第19页/共63页第20页/共63页1.一定质量的气体不同图象的比较第21页/共63页第22页/共63页第23页/共63页2.一般状态变化图象的处理方法基本方法，化“一般”为“特殊”，如图是一定质量的某种气体的状态变化过程A→B→C→A.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pA′pB′pC′，即pApBpC，所以A→B压强增大，温度降低，体积缩小，B→C温度升高，体积减小，压强增大，C→A温度降低，体积增大，压强减小. 第24页/共63页 图象问题要利用好几个线如V-t，p-t的延长线及p-、p-T、V-T过原点的线，还有与两个轴平行的辅助线.第25页/共63页【典例2】(2011·银川高二检测)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左面汽缸的容积为V0.A、B之间的容积为0.1V0，开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3 K.求：第26页/共63页(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p-V图线. 第27页/共63页 【解题指导】审题时应关注以下两点：(1)活塞刚离开B处时，关键词为“刚离开”隐含已经离开了与限制装置没有力的作用，故此时封闭气体的压强为p0,而刚离开又隐含封闭气体的体积还没有来得及变，体积仍为V0.(2)气体最后的压强，关键词为“最后”被A处装置卡住，气体体积为1.1V0.第28页/共63页【标准解答】(1)活塞刚离开B处时，体积不变，封闭气体的压强为p2=p0,由查理定律得:解得TB=330 K.(2)以封闭气体为研究对象，活塞开