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8.3理想气体的状态方程教案

第3节理想气体的状态方程

8.3理想气体的状态方程教案

8.3理想气体的状态方程教案

问题分析:(1)从表中发现了什么规律?

在压强不太大的情况下,实验结果跟实验定律——玻意耳定律基本吻合,而在压强较大时,玻意耳定律则完

全不适用了。

(2)为什么在压强较大时,玻意耳定律不成立呢?如果温度太低,查理定律是否也不成立呢?

分子本身有体积,但在气体状态下分子的体积相对于分子间的空隙很小,可以忽略不计。

分子间有相互作用的引力和斥力,但分子力相对于分子的弹性碰撞时的冲力很小,也可以忽略。

一定质量的气体,在温度不变时,如果压强不太大,气体分子自身体积可忽略,玻意耳定律成立,但在压强足够大时,气体体积足够小而分子本身不能压缩,分子体积显然不能忽略,这样,玻意耳定律也就不成立了。 一定质量的气体,在体积不变时,如果温度足够低,分子动能非常小,与碰撞时的冲力相比,分子间分子力不能

忽略,因此查理定律亦不成立了。

总结规律:设想有这样的气体,气体分子本身体积完全可以忽略,分子间的作用力完全等于零,也就是说,气体

严格遵守实验定律。这样的气体就叫做理想气体。

a.实际的气体,在温度不太低、压强不太大时,可以近似为理想气体。

b.理想气体是一个理想化模型,实际气体在压强不太大、温度不太低的情况下可以看作是理想气体.

二、理想气体的状态方程 1(T

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1、p 1、v 11(T 1、p 1、v 12(T

2、

T

(2

22T V p =

例1.

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B.减小

C.保持不变

D.无法判断

解析:根据理想气体状态方程pv T =恒量,由图可知,气体从A 变化到B 的过程中温

度T 保持不变,压强p 增大,则体积v 一定变小。本题正确选项是:B.

拓展:物理学中可以用图象来分析研究物理过程中物理量的变化关系,

也可以用图象来描述

物理量的变化关系,也就是说图象可以作为一种表达方式,本题中的图

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象给了我们气体状态变化的信息,要学会从图中寻找已知条件,然后根据理想气体状态方程

作出判断。如图,图线1、2描述了一定质量的气体分别保持体积v 1、v 2不变,压强与温

度变化的情况。试比

较气体体积v 1、v 2的大小。

解析:由图线可以看到,气体分别做等容变化,也就是说,一条图线的每一点气体的体积是相等的,我们可以在图上画一条等压线,比较v 1、v 2的大小,只要比较a 、b 的体积,气体状态从a 变到b ,气体压强不变,温度升

高,则体积增大,所以v 1

例2.已知高山上某处的气压为0.4atm ,气温为零下30℃,则该处每1cm 3大气中含有的分子数为多少?(阿伏

加德罗常数为6.0×1023mol -1,标准状态下1mol 气体的体积为22.4L )

解析:本题要计算分子数,就需要知道1cm 3大气有多少mol ,需要计算高山状态下1cm 3的大气在标准状态下的

体积。10.4atm p =,31110L v -=?,1243K T =;21atm p =,2273K T =。根据理想气体状态方程:

112212

p v p v T T =,拓展:所以

例3.如图所示,一端封闭的圆筒内用活塞封闭一定质量的理想气体,它处于图中的三种状态中,试比较三种状解析:有T A

2.T A ,状

3过程中,可以采用()

A .先经等容降温,再经等温压缩

B .先等容降温,再等温膨胀

C .先等容升温,再等温膨胀

D .先等温膨胀,再等容升温

4.对于一定质量的气体,下列说法正确的是()

A .无论温度如何变化,压强/密度=常量

B .在恒定温度下,压强/密度=常量

C .在恒定温度下,压强×密度=常量

D .当温度保持恒定时,压强与密度无关

5.如图所示,A 、B 两容器容积相等,用粗细均匀的细玻璃管相连,两容器内装有不同气体,细管中央有一段水银柱,在两边气体作用下保持平衡时,A 中气体的温度为0℃,B 中气体温度为20℃。如果将它们的温度都降

低10℃,则水银柱将()

A .向A 移动

B .向B 移动

C .不动

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D .不能确定

6.如图所示的绝热容器内装有某种理想气体,一无摩擦透热活塞将容

器分成两部分,初始状态时A 、B 两部分气体温度分别为T A =127℃,T B =207℃,两部

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分气体体积'A 'B

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v v 为多V B =2V 8