2019_2020学年高中物理第八章气体第3节理想气体的状态方程学案含解析新人教版选修3_.doc

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1、第3节　理想气体的状态方程1．了解理想气体模型，知道实际气体可以近似看成理想气体的条件。2．能够从气体实验定律推导出理想气体的状态方程。3．掌握理想气体状态方程的内容、表达式和适用条件，并能应用理想气体的状态方程分析解决实际问题。一、理想气体1．定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体。2．理想气体与实际气体二、理想气体的状态方程1．内容：一定质量的某种理想气体，在从状态1变化到状态2时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。2．公式：＝C或＝。3．适用条件：一定质量的某种理想气体。判一判(1)一定质量的

2、理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积。(　　)(2)气体的状态由1变到2时，一定满足方程＝。(　　)(3)描述气体的三个状态参量中，可以保持其中两个不变，仅使第三个发生变化。(　　)提示：(1)×　(2)×　(3)×课堂任务　对理想气体的理解理想气体的特点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。-14-3．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。　　　　　　　　　　

3、　　　　　　　　　例1　(多选)关于理想气体，下面说法哪些是正确的(　　)A．理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B．理想气体的分子没有体积C．理想气体是一种理想模型，没有实际意义D．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体[规范解答]　理想气体是指严格遵守气体实验三定律的气体，实际的气体在压强不太高、温度不太低时可以认为是理想气体，A、D正确。理想气体分子间没有分子力，但分子有大小，B错误。理想气体是一种理想化模型，对研究气体状态变化具有重要意义，C错误。[完美答案]　AD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

4、近似，就像力学中质点、电学中点电荷模型一样，突出矛盾的主要方面，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。　(多选)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　AD解析　理想气体是在忽略了实际气体分子间相互作用力的情况下而抽象出的一种理想化模型，A正确。实际气体能视为理想气体的条件是温度不太低、压强不太大，B错误。理想气体分子间无分子力作用，也就无分子势

5、能，故一定质量的理想气体，其内能与体积无关，只取决于温度，C错误。由理想气体模型的定义可知D正确。课堂任务　理想气体状态方程的理解及应用1．对理想气体状态方程的理解(1)成立条件：一定质量的某种理想气体。(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关。(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。2．理想气体状态方程的应用(1)应用理想气体状态方程解题的一般思路和步骤-14-运用理想气体状态方程解题前，应先确定在状态变化过程中气体保持质量不变。解题步骤为：①必须确定研究对象，即某一定质量的理想气体，分析它的变化

6、过程；②确定初、末两状态，准确找出初、末两状态的六个状态参量，特别是压强；③用理想气体状态方程列式，并求解。(2)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制中的单位。3．理想气体状态方程与气体实验定律的比较＝⇒说明：(1)玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在T恒定、V恒定、p恒定时的特例。(2)理想气体状态方程是用来解决气体状态变化问题的方程，运用时，必须要明确气体不同状态下的状态参量。　应用理想气体状态方程时，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，但这时需

7、要关注的是是否满足质量一定。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　例2　某气象探测气球内充有温度为27℃、压强为1.5×105Pa的氦气，其体积为5m3。当气球升高到某一高度时，氦气温度为200K，压强变为0.8×105Pa，求这时气球的体积多大？[规范解答]　找出气球内气体的初、末状态的参量，运用理想气体状态方程即可求解。以探测气球内的氦气作为研究对象，并可看做理想气体，其初始状态参量为：T1＝(273＋27)K＝300K，p1＝1.5×105Pa，V1＝5m3，升到高空，其末状态参量为T2＝200K，p2＝0.8×105Pa，由理想气体状态方程＝有：V

8、2＝V1＝×5m3＝6.25m3。[完美答案]　6.25m31．用