《理想气体的状态方程》素养课件.pptVIP

【思考·讨论】情境:使一定质量的理想气体按图中箭头的顺序变化,其中图线BC是一段双曲线。讨论:(1)AB段图线表示什么过程? (物理观念)(2)BC段图线表示什么过程? (物理观念)(3)CD段图线表示什么过程? (物理观念)提示:(1)AB段图线是等压膨胀过程。(2)BC段图线是等温膨胀过程。(3)CD段图线是等容降压过程。【典例示范】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。【解析】由p-V图中直观地看出,气体在A、B、C、D各状态下压强和体积为pA=4atm,pB=4atm,pC=2atm,pD=2atm,VA=10L,VC=40L,VD=20L。(1)根据理想气体状态方程,可得TC=·TA=×300K=600K,TD=·TA=×300K=300K,由题意B→C是等温变化,TB=TC=600K。(2)由状态B到状态C为等温变化,由玻意耳定律有pBVB=pCVC,得VB=L=20L。在V-T图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态依次连接(如图所示),AB是等压膨胀过程,BC是等温膨胀过程,CD是等压压缩过程。答案:(1)600K600K300K(2)见解析图AB是等压膨胀过程,BC是等温膨胀过程,CD是等压压缩过程。【定向训练】1.(多选)如图所示,一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态,下列判断正确的是()A.A→B温度升高,压强不变B.B→C体积不变,压强变大C.B→C体积不变,压强不变 D.C→D体积变小,压强变大【解析】选A、D。由图象可知,在A→B的过程中,气体温度升高、体积变大,且体积与温度成正比,由=C,气体压强不变,是等压过程,故选项A正确;由图象可知,在B→C是等容过程,体积不变,而热力学温度降低,由=C可知,压强p减小,故选项B、C错误;由图象可知,在C→D是等温过程,体积减小,由=C可知,压强p增大,故选项D正确。2.(多选)一定质量理想气体,状态变化过程如图中A→B→C图线所示,其中B→C为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图象或V-T图象上,其中正确的是()【解析】选A、C。由题干图知A→B是等压膨胀过程,由盖—吕萨克定律知,TBTA即温度升高,B→C是等温压缩过程,由pBVB=pCVC知pCpB即压强变大,C→A是等容降压过程,由查理定律知TCTA温度降低。故选项A、C正确。3.图甲为1mol氢气的状态变化过程的V-T图象,已知状态A的参量为pA=1atm,TA=273K,VA=22.4×103m3,取1atm=105Pa,在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p-V图,写出计算过程并标明A、B、C的位置。【解析】据题意,从状态A变化到状态C的过程中,由理想气体状态方程可得:,pC=1atm,从A变化到B的过程中有:,pB=2atm。【补偿训练】1.(多选)某同学用“DIS研究气体的压强与体积的关系”,做了两次实验,操作完全正确,在同一p-图上得到了两条不同的直线,造成这种情况的可能原因是（）A.两次实验中温度不同B.两次实验中空气质量不同C.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体压强的数据不同D.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取的气体体积的数据不同【解析】选A、B。由图象可知,p与成正比,则p与V成反比,即pV=C,C是常数;由玻意耳定律可知,对一定量的气体,在温度不变时,压强与体积成反比,p与成正比,气体质量与温度相同时,不同状态下气体的p与所对应的点在同一直线上,当气体质量相同而温度不同或气体温度相同而质量不同时,气体的p与所对应的点不在同一直线上,故A、B正确,C、D错误。2.在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1mL测一次压强p,最后得到p和V的乘积逐渐增大。(1)由此可推断,该同学的实验结果可能为图___