2019高中物理第八章3理想气体的状态方程教学案（含解析）新人教版

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1、3理想气体的状态方程[学习目标]　1.了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体．(重点)　2.能够从气体定律推出理想气体的状态方程.(重点)　3.掌握理想气体状态方程的内容和表达式，会应用方程解决实际问题．(难点)知识点一理想气体1．理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．2．理想气体与实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体当做理想气体来处理．[思考]如图831所示的储气罐中存有高压气体，在其状态发生变化时，还遵守气体实验定律吗？低温状态气体还遵守实验定律吗？为什么？【

2、提示】　在高压、低温状态下，气体状态发生改变时，将不会严格遵守气体实验定律，因为在高压、低温状态下，气体的状态可能已接近或已达到液态，故气体实验定律将不再适用．[判断]1．能严格遵守气体实验定律的气体是理想气体．(√)2．实际气体在通常温度和压强下，一般不符合气体实验定律．(×)3．理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律．(√)知识点二理想气体的状态方1．内容一定质量的某种理想气体，在从一个状态变化到另一个状态时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变．2．公式＝或＝C.3．适用条件一定质量的理想气体．[思考]对于不同的理想气体，其

3、状态方程＝C(恒量)中的恒量C相同吗？【提示】　不一定相同．C是一个与理想气体种类和质量有关的物理量，气体种类不同，C值不一定相同．[判断]1．一定质量的理想气体，使气体温度升高，体积不变，则压强减小．(×)2．一定质量的理想气体，使气体的体积变大，压强增大，则温度降低．(×)3．一定质量的气体，体积、压强、温度都可以变化．(√)考点一　理想气体及其状态方程(深化理解)1．理想气体的特点理想气体是一种理想模型，是实际气体的一种近似，就像质点、点电荷模型一样，突出问题的主要方面，忽略次要方面，它是物理学中常用的方法．(1)严格遵守气体实验定律及理想

4、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．2．理想气体状态方程与气体实验定律＝⇒【例题1】　如图832所示，粗细均匀、一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31℃、大气压强p0＝76cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8cm，求：(1)当温度t2是多少时，左管气柱L2为9cm；(2)当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长L为8cm，应在右管中加入多长的水银柱．【思

5、路点拨】　取左管气柱为研究对象→明确初末状态的状态参量→由理想气体状态方程列式求解．【解析】　(1)初状态：p1＝p0＝76cmHg，V1＝L1S，T1＝304K；末状态：p2＝p0＋2cmHg＝78cmHg，V2＝L2S，T2＝？根据理想气体状态方程＝代入数据得T2＝351K，t2＝78℃.(2)设应在左管中加入hcm水银柱，p3＝p0＋h＝(76＋h)cmHg，V3＝V1＝L1S，T3＝T2＝351K根据理想气体状态方程＝代入数据得h＝11.75cm.【答案】　(1)78℃　(2)11.75cm【规律总结】应用理想气体状态方程解题的一般步骤1

6、．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、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．【及时训练】1．(多选)(2014·江苏高考)下列对理想气体的理解，正确的有(　　)A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律【答案】　AD2．内燃机汽缸里的混合气体，在吸气冲程末，温度为50℃，压强为1×105Pa，体积为0.93L．在压缩冲程中，把气体

7、的体积压缩为0.155L时，气体的压强增大到1.2×106Pa，这时温度升高到多少？【解析】　首先确定研究对象——汽缸内的混合气体，然后找出汽缸内混合气体初末的参量，运用理想气体状态方程即可求解．气体初状态的状态参量为：p1＝1.0×105Pa，V1＝0.93L，T1＝(50＋273)K＝323K.气体末状态的状态参量为：p2＝1.2×106Pa，V2＝0.155L，T2为未知量．由＝可求得T2＝×T1.将已知代入得：T2＝1.2×106××323K＝646K.【答案】　646K考点二　理想气体状态变化的图象的应用(深化理解)1．一定质量的气体不

8、同图象的比较名称图象特点其他图象等温线pVpV＝CT(C为常量)即pV之积越大的等温线对应的温度越高，离原点越远pp＝，斜率k＝CT即斜