高中物理 第八章 第三節(jié) 理想氣體的狀態(tài)方程（第2課時(shí)）課件 新人教版選修3-3.ppt

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理想氣體的狀態(tài)方程,一.理想氣體,假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何 壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣 的氣體叫做“理想氣體”。,一.理想氣體,假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何 壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣 的氣體叫做“理想氣體”。,理想氣體具有那些特點(diǎn)呢？,一.理想氣體,假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何 壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣 的氣體叫做“理想氣體”。,理想氣體具有那些特點(diǎn)呢？,1.理想氣體是不存在的，是一種理想模型。,一.理想氣體,假設(shè)有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何 壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律,我們把這樣 的氣體叫做“理想氣體”。,理想氣體具有那些特點(diǎn)呢？,1.理想氣體是不存在的，是一種理想模型。,2.在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大時(shí)實(shí)際氣體都 可看成是理想氣體。,3.從微觀上說(shuō)：分子間以及分子和器壁間， 除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即 它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。,3.從微觀上說(shuō)：分子間以及分子和器壁間， 除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即 它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。,4.從能量上說(shuō)：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略 了分子力，沒(méi)有分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能只有 分子動(dòng)能。,一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決 定，與氣體的體積無(wú)關(guān)。,4.從能量上說(shuō)：理想氣體的微觀本質(zhì)是忽略 了分子力，沒(méi)有分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能只有 分子動(dòng)能。,3.從微觀上說(shuō)：分子間以及分子和器壁間， 除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即 它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。,二、理想氣體的狀態(tài)方程,二、理想氣體的狀態(tài)方程,1.內(nèi)容：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)，盡管p、V、T都可能改 變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值 保持不變。,二、理想氣體的狀態(tài)方程,1.內(nèi)容：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)，盡管p、V、T都可能改 變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值 保持不變。,,,二、理想氣體的狀態(tài)方程,1.內(nèi)容：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)，盡管p、V、T都可能改 變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值 保持不變。,2.公式：,,,二、理想氣體的狀態(tài)方程,1.內(nèi)容：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)，盡管p、V、T都可能改 變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值 保持不變。,2.公式：,,,注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定， 即由理想氣體的物質(zhì)的量決定,二、理想氣體的狀態(tài)方程,1.內(nèi)容：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)，盡管p、V、T都可能改 變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值 保持不變。,2.公式：,3.使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體。,,,注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定， 即由理想氣體的物質(zhì)的量決定,5、氣體密度式：,以1mol的某種理想氣體為研究對(duì)象，它在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),5、氣體密度式：,以1mol的某種理想氣體為研究對(duì)象，它在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),5、氣體密度式：,以1mol的某種理想氣體為研究對(duì)象，它在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),根據(jù) 得：,5、氣體密度式：,以1mol的某種理想氣體為研究對(duì)象，它在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),根據(jù) 得：,4、氣體密度式：,以1mol的某種理想氣體為研究對(duì)象，它在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),根據(jù) 得：,4、氣體密度式：,5、摩爾氣體常量：,,設(shè) 為1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 常量，叫做摩爾氣體常量．,5、摩爾氣體常量：,,設(shè) 為1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 常量，叫做摩爾氣體常量．,注意:R的數(shù)值與單位的對(duì)應(yīng),6、摩爾氣體常量：,,設(shè) 為1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 常量，叫做摩爾氣體常量．,注意:R的數(shù)值與單位的對(duì)應(yīng),P(atm)，V (L): R=0.082 atmL/molK,P(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK,5、摩爾氣體常量：,,設(shè) 為1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 常量，叫做摩爾氣體常量．,注意:R的數(shù)值與單位的對(duì)應(yīng),P(atm)，V (L): R=0.082 atmL/molK,P(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK,一摩爾理想氣體的狀態(tài)方程 ：,5、摩爾氣體常量：,,設(shè) 為1mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 常量，叫做摩爾氣體常量．,注意:R的數(shù)值與單位的對(duì)應(yīng),P(atm)，V (L): R=0.082 atmL/molK,P(Pa)，V (m3): R=8.31 J/molK,一摩爾理想氣體的狀態(tài)方程 ：,5、摩爾氣體常量：,,三、克拉珀龍方程,三、克拉珀龍方程,或,三、克拉珀龍方程,或,克拉珀龍方程是任意質(zhì)量的理想氣體的 狀態(tài)方程，它聯(lián)系著某一確定狀態(tài)下，各物 理量的關(guān)系。,三、克拉珀龍方程,或,克拉珀龍方程是任意質(zhì)量的理想氣體的 狀態(tài)方程，它聯(lián)系著某一確定狀態(tài)下，各物 理量的關(guān)系。,對(duì)實(shí)際氣體只要溫度不太低，壓強(qiáng)不太 大就可應(yīng)用克拉珀龍方程解題．,四.道爾頓分壓定律：某一氣體在氣體混合物 中產(chǎn)生的分壓等于在相同溫度下它單獨(dú)占有整個(gè) 容器時(shí)所產(chǎn)生的壓力；而氣體混合物的總壓強(qiáng)等 于其中各氣體分壓（pi）之和。即 p = Σpi,混合理想氣體的狀態(tài)方程： pV=（ p1+ p2+……）V=(n1+n2+……)RT=nRT,四.道爾頓分壓定律：某一氣體在氣體混合物中產(chǎn)生的分壓等于在相同溫度下它單獨(dú)占有整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓力；而氣體混合物的總壓強(qiáng)等于其中各氣體分壓（pi）之和。即 p = Σpi,如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài) A沿直線AB變化到B，在此過(guò)程中，氣體分子的 平均速率的變化情況是( ) A、不斷增大 B、不斷減小 C、先減小后增大 D、先增大后減小,練習(xí)：,如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài) A沿直線AB變化到B，在此過(guò)程中，氣體分子的 平均速率的變化情況是( ) A、不斷增大 B、不斷減小 C、先減小后增大 D、先增大后減小,練習(xí)：,D,小 結(jié)：,小 結(jié)：,一、理想氣體：,在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體 實(shí)驗(yàn)定律的氣體,小 結(jié)：,一、理想氣體：,在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體 實(shí)驗(yàn)定律的氣體,二、理想氣體的狀態(tài)方程,氣體密度式：,注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由 氣體的物質(zhì)的量決定,小 結(jié)：,一、理想氣體：,在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能?chē)?yán)格地遵從氣體 實(shí)驗(yàn)定律的氣體,二、理想氣體的狀態(tài)方程,注：恒量C由理想氣體的質(zhì)量和種類決定，即由 氣體的物質(zhì)的量決定,氣體密度式：,三、克拉珀龍方程,或,摩爾氣體常量：,P(atm),V (L): R=0.082 atmL/molK,P(Pa),V (m3): R=8.31 J/molK,,1.一定質(zhì)量的理想氣體，在某一平衡狀態(tài)下的 壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1，在另一平衡狀 態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2，下列關(guān) 系正確的是( ),1.理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,探究點(diǎn),1.一定質(zhì)量的理想氣體，在某一平衡狀態(tài)下的 壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p1、V1、T1，在另一平衡狀 態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度分別為p2、V2、T2，下列關(guān) 系正確的是( ),1.理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,探究點(diǎn),BD,(1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。 (2)保持溫度不變，緩慢減小施加在活塞上的 壓力使氣體體積恢復(fù)到V0，求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。,(1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。 (2)保持溫度不變，緩慢減小施加在活塞上的 壓力使氣體體積恢復(fù)到V0，求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。,答案：(1)1.65105Pa (2)1.1105Pa,3.某同學(xué)用吸管吹出一球形肥皂泡，開(kāi)始 時(shí)，氣體在口腔中的溫度為37℃，壓強(qiáng)為1.1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，吹出后的肥皂泡體積為0.5L，溫 度為0℃。 (1)肥皂泡內(nèi)、外壓強(qiáng)差別不大，均近似 等于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。試估算肥皂泡內(nèi)的氣體分 子個(gè)數(shù)； (2)肥皂泡內(nèi)壓強(qiáng)近似等于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 求這部分氣體在口腔內(nèi)的體積。,答案：(1)1.321022個(gè) (2)0.52L,探究點(diǎn),2.圖像問(wèn)題,類別,圖線,類別,圖線,1.已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比。 如圖所示的實(shí)線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體 由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個(gè)過(guò)程中 汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能 A.先增大后減小 B.先減小后增大 C.單調(diào)變化 D.保持不變,2.一定質(zhì)量的理想氣體的p－t圖象如圖所示， 在狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過(guò)程中，體積( ) A．一定不變 B．一定減小 C．一定增加 D．不能判定怎樣變化,2.一定質(zhì)量的理想氣體的p－t圖象如圖所示， 在狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過(guò)程中，體積( ) A．一定不變 B．一定減小 C．一定增加 D．不能判定怎樣變化,D,,3.一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程的 V－T圖象如圖甲所示，若將該變化過(guò)程用P－T 圖象表示，則應(yīng)為圖乙中的哪一個(gè)( ),(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度 TA＝300K，求氣體在狀態(tài)B、 C和D的溫度各是多少？ (2)將上述狀態(tài)變化過(guò)程在圖 乙中畫(huà)成體積V和溫度T表示 的圖線(圖中要標(biāo)明A、B、 C、D四點(diǎn)，并且要畫(huà)箭頭 表示變化的方向)。說(shuō)明每段 圖線各表示什么過(guò)程。,4.使一定質(zhì)量的理想氣體按 圖甲中箭頭所示的順序變化，圖中 BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的 雙曲線。,解析：p－V圖中直觀地看出，氣體在A、B、C、D各狀態(tài)下壓強(qiáng)和體積為VA＝10L，pA＝4atm，pB＝4atm，pC＝2atm，pD＝2atm，VC＝40L，VD＝20L.,