1、第八章第八章 气体气体第三节理想气体的状态方程第三节理想气体的状态方程学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5易错案例剖析易错案例剖析6学习目标定位学习目标定位了解理想气体模型了解理想气体模型掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题能应用方程解决实际问题课堂情景切入课堂情景切入燃烧器喷出熊熊烈焰，巨大的气球缓缓膨胀燃烧器喷出熊熊烈焰，巨大的气球缓缓膨胀如果有朝如果有朝一日你乘坐热气球在蓝天翱翔，那将是一件有趣而刺激的事一日你乘坐热气球在蓝天翱翔，那
2、将是一件有趣而刺激的事情，热气球在升空过程中它的状态参量发生了怎样的变化？遵情，热气球在升空过程中它的状态参量发生了怎样的变化？遵循什么规律？循什么规律？知识自主梳理知识自主梳理理想气体理想气体1理想气体理想气体在在_温度、温度、_压强下都严格遵从气体实验定压强下都严格遵从气体实验定律的气体。律的气体。2理想气体与实际气体理想气体与实际气体任何任何任何任何理想气体状态方程理想气体状态方程体积体积比值比值恒量恒量质量质量重点难点突破重点难点突破一、理想气体一、理想气体1含义含义为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定
3、律，我们把这样的气体叫做理想气体。强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫做理想气体。2特点特点(1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。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。不计，分子可视为质点。(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，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。一定质量的理想气体内能只
4、与温度有关。特别提醒：特别提醒：理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，理想气体是不存在的，它是实际气体在一定程度的近似，是一种理想化的模型。是一种理想化的模型。“理想气体理想气体”如同力学中的如同力学中的“质点质点”、“弹簧振子弹簧振子”一样，是一种理想的物理模型。一样，是一种理想的物理模型。特别提醒：特别提醒：(1)注意方程中各物理量的单位。注意方程中各物理量的单位。T必须是热力学温度，公必须是热力学温度，公式两边中式两边中p和和V单位必须统一，但不一定是国际单位。单位必须统一，但不一定是国际单位。(2)在涉及到气体的内能、分子势能问题中要特别注意是否在涉及到气体的内能、分子势能
5、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作理想气体处理，但这时往往关注的是是否满足一定质量。作理想气体处理，但这时往往关注的是是否满足一定质量。某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔某同学用吸管吹出一球形肥皂泡，开始时，气体在口腔中的温度为中的温度为37，压强为，压强为1.1标准大气压，吹出后的肥皂泡体标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为积为0.5L，温度为，温度为0，压强近似等于，压强近似等于1标准大气压。求这部分标准大气压。求这部分气体在口腔内的体积。气体在口腔内的体积。答案：答案：0.52L三、
6、一定质量的理想气体的各种图象三、一定质量的理想气体的各种图象如图甲所示，一定如图甲所示，一定质量理想气体的状态沿质量理想气体的状态沿1231的顺序作循的顺序作循环变化，若用环变化，若用VT或或pV图 象 表 示 这 一 循图 象 表 示 这 一 循环，乙图中表示可能正环，乙图中表示可能正确的选项是确的选项是()答案：答案：D解析：解析：在在pT图象中图象中12过原点，所以过原点，所以12为等容过程，为等容过程，体积不变，而从体积不变，而从23气体的压强不变，温度降低，气体的压强不变，温度降低，31为等温为等温过程，过程，D正确。正确。考点题型设计考点题型设计一水银气压计中一水银气压计中混进了空
7、气，因而在混进了空气，因而在27，外界，外界大气压为大气压为758mmHg时，这个水银时，这个水银气压计的读数为气压计的读数为738mmHg，此时，此时管中水银面距管顶管中水银面距管顶80mm，当温度，当温度降至降至3时，这个气压计的读数时，这个气压计的读数为为743mmHg，求此时的实际大气，求此时的实际大气压值。压值。理想气体状态方程的应用理想气体状态方程的应用解析：解析：(1)封闭气体的压强与水银柱的压强之和等于大气压封闭气体的压强与水银柱的压强之和等于大气压强。强。(2)首先应确定初末状态各状态参量，明确哪些量已知，哪首先应确定初末状态各状态参量，明确哪些量已知，哪些量未知，然后列方程
8、求解。些量未知，然后列方程求解。初状态：初状态：p1(758738)mmHg20mmHg，V180Smm3(S是管的横截面积是管的横截面积)T1(27327)K300K我国我国“蛟龙蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙蛟龙”号探测到号探测到990 m 深处的海水温度为深处的海水温度为280 K。某同学利用该数据来研究气体状。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化，如图所示，导热良好的汽缸内封闭一态随海水深度的变化，如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质
9、量和摩擦，汽缸所处海平面的定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度温度T0300 K，压强，压强p01 atm，封闭气体的体积，封闭气体的体积V03 m3。如果将该汽缸下潜至如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。求想气体。求990 m深处封闭气体的体积深处封闭气体的体积(1 atm 相当于相当于10 m深的深的海水产生的压强海水产生的压强)。答案：答案：2.8102 m3使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺使一定质量的理想气体按图甲中箭头所示的顺序变化，图中序变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。段是以纵轴
10、和横轴为渐近线的双曲线。(1)已知气体在状态已知气体在状态A的温度的温度TA300K，求气体在状态，求气体在状态B、C和和D的温度各是多少？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将上述状态变化过程在图乙中画成体积V和温度和温度T表示表示的图线的图线(图中要标明图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化四点，并且要画箭头表示变化的方向的方向)。说明每段图线各表示什么过程。说明每段图线各表示什么过程。图象问题图象问题如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，用水平外力闭在气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活作用于活塞杆，使活
11、塞缓慢向右移动，由状态变化到状态，如果塞缓慢向右移动，由状态变化到状态，如果环境保持恒温，分别用环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态变化到状态的压强、体积、温度。气体从状态变化到状态，此过程可用下图中哪几个图象表示，此过程可用下图中哪几个图象表示()答案：答案：AD如果病人在静脉输液时，不慎将如果病人在静脉输液时，不慎将5mL的空气柱的空气柱输入体内，会造成空气栓塞，致使病人死亡。设空气柱在输入输入体内，会造成空气栓塞，致使病人死亡。设空气柱在输入体内前的压强为体内前的压强为760mmHg，温度为，温度为27，人的血压为，人的血压为120/8
12、0mmHg，试估算空气柱到达心脏处时，在收缩压和扩张，试估算空气柱到达心脏处时，在收缩压和扩张压两种状态下，空气柱的体积分别为多少？压两种状态下，空气柱的体积分别为多少？解析：解析：空气柱的初状态参量：空气柱的初状态参量：p0760mmHg，V05mL，T0300K。它在体内收缩压时的状态参量：它在体内收缩压时的状态参量：p1120mmHg，T1310K。探究探究应用应用借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉借助铅笔，把气球塞进一只瓶子里，并拉出气球的吹气口，反扣在瓶口上，如图所示，出气球的吹气口，反扣在瓶口上，如图所示，然后给气球吹气，无论怎么吹，气球不过大了然后给气球吹气，无论怎么吹，气球不
13、过大了一点，想把气球吹大，非常困难，为什么？一点，想把气球吹大，非常困难，为什么？答案：答案：由题意由题意“吹气口反扣在瓶口上吹气口反扣在瓶口上”可知瓶内封闭着一可知瓶内封闭着一定质量的空气。当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，根据定质量的空气。当气球稍吹大时，瓶内空气的体积缩小，根据气体压强、体积的关系，空气的压强增大，阻碍了气球的膨气体压强、体积的关系，空气的压强增大，阻碍了气球的膨胀，因而再要吹大气球是很困难的。胀，因而再要吹大气球是很困难的。易错案例剖析易错案例剖析易错点：对理想气体的概念理解不透易错点：对理想气体的概念理解不透案例：案例：关于理想气体，下列说法正确的是关于理想气体，下
14、列说法正确的是()A理想气体能严格遵守气体实验定律理想气体能严格遵守气体实验定律B实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，可看实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，可看成理想气体成理想气体C实际气体在温度不太低、压强不太小的情况下，实际气体在温度不太低、压强不太小的情况下，可看可看成理想气体成理想气体D描述气体的三个状态参量都发生变化时，才可应用理描述气体的三个状态参量都发生变化时，才可应用理想气体状态方程想气体状态方程易错分析：易错分析：易错选项及错误原因具体分析如下：易错选项及错误原因具体分析如下：易错选项易错选项错误原因错误原因B、C对理想气体的概念理解不清对理想气体的概念理解不清D不能正确理解理想气体状态方程的使用条件不能正确理解理想气体状态方程的使用条件正确解答：正确解答：理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，气体实验定律的气体，A选项正确。它是实际气体在温度不太选项正确。它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象，低、压强不太大情况下的抽象，B、C选项错误。对一定质量选项错误。对一定质量的理想气体，有两个或三个状态参量发生变化时，都可应用理的理想气体，有两个或三个状态参量发生变化时，都可应用理想气体状态方程，想气体状态方程，D选项错误。选项错误。正确答案：正确答案：A
