理想气体状态方程 高中物理.pptx

理想气体的状态方程;目录;一、理想气体

1．定义：在任何温度任何压强下都严格遵从三个实验定律的气体．

2．理想气体与实际气体;3．理想气体的分子模型

(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)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，一定质量的理想气体内能只与温度有关．

【特别提醒】理想气体是一种理想化的模型，是对实际气体的科学抽象．;二、理想气体的状态方程

1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(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，但是压强(p)跟体积(V)的乘积与温度(T)的比值保持不变．;2．理想气体状态方程表达式：

或3．推导方法：(1)控制变量法．(2)选定状态变化法．4．成立条件：一定质量的理想气体．

;三、对“理想气体”的理解

1．宏观上

理想气体是严格遵从气体实验定律的气体，它是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象．

2．微观上

(1)理想气体分子本身的大小可以忽略不计，分子可视为质点．

(2)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．;【特别提醒】(1)一些不易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等，在通常温度、压强下，它们的性质很近似于理想气体，把它们看作理想气体处理．

(2)对一定质量的理想气体来说，当温度升高时，其内能增大．;例1：关于理想气体的性质，下列说法中正确的是

A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在

B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体

C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高

D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体;解析：;四、理想气体状态方程的推导

一定质量的某种理想气体由初态(p1、V1、T1)变化到末态(p2、V2、T2)，因气体遵从三个气体实验定律，我们可以从三个定律中任意选取其中两个，通过一个中间状态，建立两个方程，解方程消去中间状态参量??可得到理想气体状态方程．组合方式有6种，如图所示．;例2：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4cm，水银柱高58cm，进入封闭端长2cm，如图所示，温度是87℃，大气压强为75cmHg，求：

(1)在图示位置空气柱的压强p1.

(2)在图示位置，要使空气柱的长度变为3cm，

温度必须降低到多少度？;答案：(1)133cmHg(2)－5℃;五、一定质量的理想气体不同图象的比较;例3：一定质量的理想气体，由状态A变为状态D，

其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104Pa.(1)求状态A的压强．

(2)请在图乙中画出该状态变化过程的p－T图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程．;答案：

(1)4×104Pa

(2)如解析图．;例4：如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程．分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A，B，C三个状态的状态参量，请同学们尝试导出状态A的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．;六、类型题归纳;【答案】30cmHg;1.2如图所示，左侧玻璃管中用H=26cm长的水银柱将一定量气体封装在一球形容器中，玻璃管足够长，玻璃管横截面积为S=7.68×10-4m2，球形容器的容积为V=2.56×10-4m3。气体初始时温度为T=300K，在距玻璃管下端h=12cm处开有小孔（忽略孔的粗细），小孔通过一段软管连接右侧封闭有一段气柱的玻璃管，右侧玻璃管横截面积和左侧玻璃管横截面积相等，气柱长为L=10cm，气柱温度保持不变。刚开始时，右侧玻璃管封闭气体的水银面刚好与小孔位置相平。当球形容器中温度上升后，球形容器中气体使封装水银面升高至小孔处。已知大气压强为P0=76cmHg。求此时右侧玻璃管中水银面上升

的高度以及此时球形容器中气体的温度。;【答案】1cm，404K;1.3．如图所示的U形玻璃管，左管开口，右管管口封闭，管中一段水银在右管中封闭了一段气柱，气柱高度为20cm，左右两管中水银面的高度差为10cm，左管水银柱的横截面积为1cm2，右管中水银柱的横截面积为2cm2。已知环境温度为27℃，大气压强为75cmHg，左管足够长，右管中水银柱高度大于5cm。（i）若在左管中缓慢倒入水银，使右管中气柱体积减少