高中物理《理想氣體的狀態(tài)方程》課件（人教版選修3-3）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第三節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第三節(jié) 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解理想氣體的模型 并知道實(shí)際氣體在什么情況下可以看成理想氣體 2 能夠從氣體定律推出理想氣體的狀態(tài)方程 3 掌握理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容和表達(dá)式 并能應(yīng)用方程解決實(shí)際問(wèn)題 4 通過(guò)由氣體的實(shí)驗(yàn)定律推出理想氣體的狀態(tài)方程 培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和抽象思維能力 課標(biāo)定位 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 對(duì)物理模型 理想氣體的理解及在實(shí)際中的意義 2 理想氣體的狀態(tài)方程的推導(dǎo) 以及利用方程進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 課前自主學(xué)案 一 理想氣體在任何溫度 任何壓強(qiáng)下都遵從氣體 的氣體叫做理想氣體 二 理想氣體的狀態(tài)方程1 表述 一定質(zhì)量的某種理想氣體 在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)時(shí) 跟 的乘積與 的比值保持不變 實(shí)驗(yàn)定律 壓強(qiáng) 體積 熱力學(xué)溫度 2 公式 或 C 上面兩式都叫做一定質(zhì)量的某種理想氣體的狀態(tài)方程 核心要點(diǎn)突破 一 理想氣體的狀態(tài)方程1 理想氣體 1 理解 理想氣體是為了方便研究問(wèn)題提出的一種理想模型 是實(shí)際氣體的一種近似 就像力學(xué)中質(zhì)點(diǎn) 電學(xué)中點(diǎn)電荷模型一樣 突出矛盾的主要方面 忽略次要方面 從而認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的本質(zhì) 是物理學(xué)中常用的方法 2 特點(diǎn) 嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程 理想氣體分子本身的大小與分子間的距離相比可以忽略不計(jì) 分子可視為質(zhì)點(diǎn) 理想氣體分子除碰撞外 無(wú)相互作用的引力和斥力 故無(wú)分子勢(shì)能 理想氣體的內(nèi)能等于所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之和 一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) 2 理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律 3 應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟 1 明確研究對(duì)象 即一定質(zhì)量的理想氣體 2 確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1 V1 T1及p2 V2 T2 3 由狀態(tài)方程列式求解 4 討論結(jié)果的合理性 特別提醒 在涉及到氣體的內(nèi)能 分子勢(shì)能問(wèn)題中要特別注意是否為理想氣體 在涉及氣體的狀態(tài)參量關(guān)系時(shí)往往將實(shí)際氣體當(dāng)作理想氣體處理 但這時(shí)往往關(guān)注的是氣體是否滿足一定質(zhì)量 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 2011年淄博高二檢測(cè) 關(guān)于理想氣體 下列說(shuō)法正確的是 A 理想氣體也不能嚴(yán)格地遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律B 實(shí)際氣體在溫度不太高 壓強(qiáng)不太小的情況下 可看成理想氣體C 實(shí)際氣體在溫度不太低 壓強(qiáng)不太大的情況下 可看成理想氣體D 所有的實(shí)際氣體在任何情況下 都可以看成理想氣體 解析 選C 理想氣體是在任何溫度 任何壓強(qiáng)下都能遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體 A項(xiàng)錯(cuò)誤 它是實(shí)際氣體在溫度不太低 壓強(qiáng)不太大的情況下的抽象 故C正確 B D是錯(cuò)誤的 二 理想氣體狀態(tài)變化的圖象1 一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化圖象與特點(diǎn) 2 一般狀態(tài)變化圖象的處理方法基本方法 化 一般 為 特殊 如圖8 3 1是一定質(zhì)量的某種氣體的狀態(tài)變化過(guò)程A B C A 圖8 3 1 在V T圖線上 等壓線是一簇延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)的直線 過(guò)A B C三點(diǎn)作三條等壓線分別表示三個(gè)等壓過(guò)程p A p B p C 即pA pB pC 所以A B壓強(qiáng)增大 溫度降低 體積縮小 B C溫度升高 體積減小 壓強(qiáng)增大 C A溫度降低 體積增大 壓強(qiáng)減小 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 圖8 3 2為一定質(zhì)量的氣體的兩條等溫線 則下列關(guān)于各狀態(tài)溫度的說(shuō)法正確的有 A tA tBB tB tCC tC tDD tD tA 圖8 3 2 課堂互動(dòng)講練 一定質(zhì)量的理想氣體 處于某一狀態(tài) 經(jīng)下列哪個(gè)過(guò)程后會(huì)回到原來(lái)的溫度 A 先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹 接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)B 先保持壓強(qiáng)不變而使它的體積減小 接著保持體積不變而減小壓強(qiáng)C 先保持體積不變而增大壓強(qiáng) 接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹 D 先保持體積不變而減小壓強(qiáng) 接著保持壓強(qiáng)不變而使它的體積膨脹 精講精析 選項(xiàng)A 先p不變V增大 則T升高 再V不變p減小 則T降低 可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度 選項(xiàng)B 先p不變V減小 則T降低 再V不變p減小 則T又降低 不可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度 選項(xiàng)C 先V不變p增大 則T升高 再p不變V增大 則T又升高 不可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度 選項(xiàng)D 先V不變p減小 則T降低 再p不變V增大 則T升高 可能實(shí)現(xiàn)回到初始溫度 綜上所述 正確的選項(xiàng)為A D 答案 AD 變式訓(xùn)練1對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體 下列狀態(tài)變化中可能的是 A 使氣體體積增加而同時(shí)溫度降低B 使氣體溫度升高 體積不變 壓強(qiáng)減小C 使氣體溫度不變 而壓強(qiáng) 體積同時(shí)增大D 使氣體溫度升高 壓強(qiáng)減小 體積減小 某氣象探測(cè)氣球內(nèi)充有溫度為27 壓強(qiáng)為1 5 105Pa的氦氣 其體積為5m3 當(dāng)氣球升高到某一高度時(shí) 氦氣溫度為200K 壓強(qiáng)變?yōu)? 8 105Pa 求這時(shí)氣球的體積多大 思路點(diǎn)撥 找出氣球內(nèi)氣體的初 末狀態(tài)的參量 運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程即可求解 答案 6 25m3 借題發(fā)揮 理想氣體狀態(tài)方程是用來(lái)解決氣體狀態(tài)變化問(wèn)題的方程 運(yùn)用時(shí)必須要明確氣體在不同狀態(tài)下的狀態(tài)參量 將它們的單位統(tǒng)一 且溫度的單位一定要統(tǒng)一為國(guó)際單位制單位 K 變式訓(xùn)練2如圖8 3 3所示 粗細(xì)均勻一端封閉一端開(kāi)口的U形玻璃管 當(dāng)t1 31 大氣壓強(qiáng)p0 76cmHg時(shí) 兩管水銀面相平 這時(shí)左管被封閉的氣柱長(zhǎng)L1 8cm 求 當(dāng)溫度t2等于多少時(shí) 左管氣柱L2為9cm 圖8 3 3 答案 78 自主解答 A B兩部分氣體均為一定質(zhì)量的理想氣體 可分別確定A B氣體的狀態(tài)參量 依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求解 同時(shí)要注意兩部分氣體之間的聯(lián)系 1 以A部分氣體為研究對(duì)象 根據(jù)題意 其溫度不變 可應(yīng)用玻意耳定律 設(shè)原來(lái)A的體積為V 則初態(tài) pA 1 0 105Pa VA V 圖8 3 4 2020 4 15 答案 1 1 5 105Pa 2 500K 思維總結(jié) 對(duì)于涉及兩部分氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題 解題時(shí)應(yīng)分別對(duì)兩部分氣體進(jìn)行研究 找出它們之間的相關(guān)條件 體積關(guān)系 壓強(qiáng)關(guān)系 2020 4 15 圖8 3 5 答案 500K 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全