高中物理 第8章 气体 3 理想气体的状态方程课件 新人教版选修33
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《理想气体的状态方程》人教版高三物理选修3-3PPT课件
p2V2
T1
T2
即 20 80S ( p 743) 75S
300
270
解得： p=762.2 mmHg
二、理想气体的状态方程
4、气体密度式：
P1 P2
1T1 2T2
以1mol的某种理想气体为研究对象，它在标准状态
p0 1atm，V0 22.4L/mol ，T0 273K
根据 pV C 得： T
TD=300 K
pAVA = pCVC = pDVD
TA
TC
TD
等压压缩
由p-V图可直观地看出气体在A、B、C、D各状态下
压强和体积
(2)将上述状态变化过程在图乙中画成用体积V和 温度T表示的图线（图中要标明A、B、C、D四点，
并且要画箭头表示变化的方向）.且说明每段图线 各表示什么过程.
由B到C,由玻意耳定律有pBVB=pCVC,得
4、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分 子动能。
一、理想气体
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关.
例1.（多选）关于理想气体的性质，下列说法中正确的是( ABC )
A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高 D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体
一、理想气体
【问题】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又 遵从什么规律呢？
p
如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B
A
经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等
C
2020版高中物理 第八章 气体 3 理想气体的状态方程课件 新人教版选修3-3
10
(1)理想气体有哪些特点?
答案:从微观上说:分子间忽略除碰撞外其他的作用力,忽略分子自身的 大小和体积;从能量上说:理想气体的微观本质是忽略了分子力,没有分 子势能,理想气体的内能只与分子动能有关.
(2)理想气体都严格遵从三个实验定律,那么实际气体严格遵守气体实验 定律吗? 答案:玻意耳定律、查理定律和盖—吕萨克定律,都是在压强不太大(和 大气压强相比),温度不太低(和室温相比)的条件下根据实验总结出来 的.当压强很大、温度很低时,由上述气体定律得出的结果和实际测量 的结果有很大的差别,所以实际气体并不严格遵守气体实验定律.
表达式: p1V1 = p2V2 或 pV =C.
T1
T2
T
12
[要点归纳]
1.理想气体 (1)理解:理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想化模型,是实际气 体的一种近似,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. (2)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. 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,因此 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.
25
(3)推导理想气体状态方程的过程中先后经历了等温变化、等容变化两 个过程,始、末状态参量的关系与中间过程是否有关?
答案:与中间过程无关.中间过程只是为了应用学过的规律(如玻意耳定 律、查理定律等),研究始、末状态参量之间的关系而采用的一种手段 罢了.
26
[要点归纳] 1.一定质量的气体不同图象的比较
11
(3)理想气体的内能仅与温度有关吗?
(1)理想气体有哪些特点?
答案:从微观上说:分子间忽略除碰撞外其他的作用力,忽略分子自身的 大小和体积;从能量上说:理想气体的微观本质是忽略了分子力,没有分 子势能,理想气体的内能只与分子动能有关.
(2)理想气体都严格遵从三个实验定律,那么实际气体严格遵守气体实验 定律吗? 答案:玻意耳定律、查理定律和盖—吕萨克定律,都是在压强不太大(和 大气压强相比),温度不太低(和室温相比)的条件下根据实验总结出来 的.当压强很大、温度很低时,由上述气体定律得出的结果和实际测量 的结果有很大的差别,所以实际气体并不严格遵守气体实验定律.
表达式: p1V1 = p2V2 或 pV =C.
T1
T2
T
12
[要点归纳]
1.理想气体 (1)理解:理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想化模型,是实际气 体的一种近似,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. (2)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. 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,因此 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.
25
(3)推导理想气体状态方程的过程中先后经历了等温变化、等容变化两 个过程,始、末状态参量的关系与中间过程是否有关?
答案:与中间过程无关.中间过程只是为了应用学过的规律(如玻意耳定 律、查理定律等),研究始、末状态参量之间的关系而采用的一种手段 罢了.
26
[要点归纳] 1.一定质量的气体不同图象的比较
11
(3)理想气体的内能仅与温度有关吗?
高中物理 8.3《理想气体的状态方程》课件1 新人教版选修33
答案(dáàn)： (1)4×104 Pa (2)如解析图．
第十八页，共49页。
• ◎ 教材资料(zīliào)分析 • 〔思考与讨论〕——教材P24 • 如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经
历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过 程．分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、 VC、TC表示气体在A，B，C三个状态的状态参量， 请同学们尝试导出状态A的三个参量pA、VA、TA 和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．
子势能，理想气体(qìtǐ)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(qìtǐ)内能只与温度有关．
第六页，共49页。
• 【特别提醒】 (1)一些不易液化的气体，如氢 气、氧气、氮气、氦气、空气等，在通常温度、 压强下，它们的性质很近似于理想气体(lǐ xiǎnɡ qìtǐ)，把它们看作理想气体(lǐ xiǎnɡ qìtǐ)处理．
0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热汽缸内
气体，直至399.3 K．求：
第二十八页，共49页。
• (1)活塞刚离开B处时的温度TB； • (2)缸内气体最后(zuìhòu)的压强p； • (3)在图乙中画出整个过程的p－V图线．
解析： (1)当活塞刚离开B处时，汽缸内气体压强等于外 部大气压强，根据气体等容变化规律可知：02.99p70＝Tp0B，
第二十二页，共49页。
解析：
本题应用理想气体状态方程
pV T
＝C即可以判
断，也可以利用图象方法解答．
解法一：选项A，先p不变V增大，则T升高；再V不变p
减小，则T降低，可能实现回到初始温度．
选项B，先p不变V减小，则T降低；再V不变p减小，则
第十八页，共49页。
• ◎ 教材资料(zīliào)分析 • 〔思考与讨论〕——教材P24 • 如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经
历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过 程．分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、 VC、TC表示气体在A，B，C三个状态的状态参量， 请同学们尝试导出状态A的三个参量pA、VA、TA 和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．
子势能，理想气体(qìtǐ)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(qìtǐ)内能只与温度有关．
第六页，共49页。
• 【特别提醒】 (1)一些不易液化的气体，如氢 气、氧气、氮气、氦气、空气等，在通常温度、 压强下，它们的性质很近似于理想气体(lǐ xiǎnɡ qìtǐ)，把它们看作理想气体(lǐ xiǎnɡ qìtǐ)处理．
0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热汽缸内
气体，直至399.3 K．求：
第二十八页，共49页。
• (1)活塞刚离开B处时的温度TB； • (2)缸内气体最后(zuìhòu)的压强p； • (3)在图乙中画出整个过程的p－V图线．
解析： (1)当活塞刚离开B处时，汽缸内气体压强等于外 部大气压强，根据气体等容变化规律可知：02.99p70＝Tp0B，
第二十二页，共49页。
解析：
本题应用理想气体状态方程
pV T
＝C即可以判
断，也可以利用图象方法解答．
解法一：选项A，先p不变V增大，则T升高；再V不变p
减小，则T降低，可能实现回到初始温度．
选项B，先p不变V减小，则T降低；再V不变p减小，则
高中物理人教版选修3-3 第8章 3 理想气体的状态方程 课件(15张)
应用理想气体状态方程解题的步骤:
（1）明确研究对象是哪一部分气体 （2）分析气体状态变化的特点，明确气体状态 变化分为哪几个阶段并画出各个状态的示意图 （3）分析各个阶段的P，V，T及其联系 （4）列式求解
特别提醒：P一般和力有关，V可通过图判断
例2: 如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当
p1=76cmHg V1=8Scm3 T1=304 K
末 状 态
p2=78cmHg 2cm V2=9Scm3
T2=？
根据理想气体状态方程： p1V1 p2V2
T1
T2
解得： T2=351K
解：（2）以封闭在U型管中的气体为研究对象
初 状 态
2cm
p2=78cmHg V2=9Scm3 T2=351K
【问题1】三大气体实验定律内容？
1、玻意耳定律： 2、查理定律： 3、盖-吕萨克定律：
pV =C1
p T
C2
V T
C3
一定质量气体 温度不太低 压强不太大时
【问题2】这些定律的适用范围是什么？
【问题3】如果一定质量的某种气体的三个状态参量（p、V、T） 都发生了变化，它们之间又遵从什么规 律呢？
一、理想气体： 在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体。
二、理想气体的状态方程
p1V1 p2V2 或 pV C
T1
T2
T
注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由气体的物质的量决定。
一、理想气体
有这样一种气体，它在任何温度和任何压 强下都能严格地遵从气体实验定律——这样的 气体叫做“理想气体”。
这是一种理想模型！！是实际气体的一种近似。 **理想气体严格遵循三个实验定律。 **实际气体只在压强不太大、温度不太低时与实验定律比较符 合。
（1）明确研究对象是哪一部分气体 （2）分析气体状态变化的特点，明确气体状态 变化分为哪几个阶段并画出各个状态的示意图 （3）分析各个阶段的P，V，T及其联系 （4）列式求解
特别提醒：P一般和力有关，V可通过图判断
例2: 如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当
p1=76cmHg V1=8Scm3 T1=304 K
末 状 态
p2=78cmHg 2cm V2=9Scm3
T2=？
根据理想气体状态方程： p1V1 p2V2
T1
T2
解得： T2=351K
解：（2）以封闭在U型管中的气体为研究对象
初 状 态
2cm
p2=78cmHg V2=9Scm3 T2=351K
【问题1】三大气体实验定律内容？
1、玻意耳定律： 2、查理定律： 3、盖-吕萨克定律：
pV =C1
p T
C2
V T
C3
一定质量气体 温度不太低 压强不太大时
【问题2】这些定律的适用范围是什么？
【问题3】如果一定质量的某种气体的三个状态参量（p、V、T） 都发生了变化，它们之间又遵从什么规 律呢？
一、理想气体： 在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体。
二、理想气体的状态方程
p1V1 p2V2 或 pV C
T1
T2
T
注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由气体的物质的量决定。
一、理想气体
有这样一种气体，它在任何温度和任何压 强下都能严格地遵从气体实验定律——这样的 气体叫做“理想气体”。
这是一种理想模型！！是实际气体的一种近似。 **理想气体严格遵循三个实验定律。 **实际气体只在压强不太大、温度不太低时与实验定律比较符 合。
高中物理 8.3《理想气体的状态方程》课件5 新人教版选修33
pD＝2 atm，TD＝300 K，所以其状态变 化(biànhuà)过程的p－T图线如图所示：
图8－3－5
答案(dáàn)：见解析 图
第三十四页，共34页。
第八页，共34页。
1．关于理想气体(qìtǐ)，下面说法哪些是正确的 ( ) A．理想气体(qìtǐ)是严格遵守气体(qìtǐ)实验定律的气体(qìtǐ) 模型 B．理想气体(qìtǐ)的分子没有体积 C．理想气体(qìtǐ)是一种理想模型，没有实际意义 D．实际气体(qìtǐ)在温度不太低、压强不太大的情况下，可
(1)当温度t2是多少时，左管气柱L2为9 cm? 图8－3－3
(2)当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长L为 8 cm，应在右管中加入多长的水银柱？
第二十二页，共34页。
[思路点拨] 水银柱封闭气体的情况，压强(yāqiáng) 的单位直接用cmHg表示，封闭气体是气柱，体积用气柱的 长度与面积S来表示，这样做的目的是简化计算。
第二十八页，共34页。
2．钢筒内装有3 kg气体，当温度为－23 ℃时，压强为4 atm， 如果(rúguǒ)用掉1 kg气体后温度升高到27 ℃，求筒内气
体压解强析？：以钢筒内剩下的 2 kg 气体为研究对象。 设钢筒容积为 V，则该部分气体在初状态占有的体积为23V， 末状态时恰充满整个钢筒。
第二十三页，共34页。
(2)设在右管中加入 h cm，p3＝p0＋ph＝76＋h cmHg， V3＝V1＝8·S cm，T3＝T2＝352 K。
根据理想气体状态方程pT1V1 1＝pT3V3 3代入得： 763×048·S＝76＋3p5h1×8·S， 解得：ph＝11.75 cmHg， h＝11.75 cm。 [答案(dáàn)] (1)78 ℃ (2)11.75 cm
高中物理 8.3 理想气体的状态方程课件 新人教版选修33
T1 T2 所以 V2＝pp12TT21V1＝9.81×.0×1014×05×3020× 8020 m3＝21.0 m3 因 V2>V1，故有气体从房间内流出． 房间内气体质量 m2＝VV12m1＝2201×25 kg＝23.8 kg. 答案 23.8 kg
第十七页，共29页。
•借题发挥 对于变质量问题，直接应用气体定律 或理想气体状态方程显然不合适，关键是如何灵 活选择研究对象，将变质量转化为一定质量，可 取(kěqǔ)原有气体为研究对象，也可以选择剩余 气体为研究对象，始末状态参量必须对同一部分 气体．
第二十二页，共29页。
借题发挥 分析状态变化的图象问题，要与状态方程结合起来， 才能由某两个参量的变化确定第三个参量的变化情况，由pTV＝恒 量知，若气体在状态变化过程中 pV 之积不变，则温度不变；若Tp 比值不变，则 V 不变；若VT比值不变，则 p 不变，否则第三个参 量发生变化．
第二十三页，共29页。
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．
第七页，共29页。
•(2)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． •③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和 斥力(chìlì)，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．
一定时，状态变化能较好地符合(fúhé)上述关系， 但不满足此条件时上式与实际偏差较大．
第六页，共29页。
• 一、理想气体状态方程
•
理想气体
• (1)理解：理想气体是为了研究问题方便提出 的一种(yī zhǒnɡ)理想模型，是实际气体的一 种(yī zhǒnɡ)近似，就像力学中质点、电学中
第十七页，共29页。
•借题发挥 对于变质量问题，直接应用气体定律 或理想气体状态方程显然不合适，关键是如何灵 活选择研究对象，将变质量转化为一定质量，可 取(kěqǔ)原有气体为研究对象，也可以选择剩余 气体为研究对象，始末状态参量必须对同一部分 气体．
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借题发挥 分析状态变化的图象问题，要与状态方程结合起来， 才能由某两个参量的变化确定第三个参量的变化情况，由pTV＝恒 量知，若气体在状态变化过程中 pV 之积不变，则温度不变；若Tp 比值不变，则 V 不变；若VT比值不变，则 p 不变，否则第三个参 量发生变化．
第二十三页，共29页。
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．
第七页，共29页。
•(2)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． •③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和 斥力(chìlì)，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．
一定时，状态变化能较好地符合(fúhé)上述关系， 但不满足此条件时上式与实际偏差较大．
第六页，共29页。
• 一、理想气体状态方程
•
理想气体
• (1)理解：理想气体是为了研究问题方便提出 的一种(yī zhǒnɡ)理想模型，是实际气体的一 种(yī zhǒnɡ)近似，就像力学中质点、电学中
高中物理 第8章 气体 第3节 理想气体的状态方程课件 新人教版选修3-3
(1)活塞右侧气体的压强； (2)活塞左侧气体的温度。 答案：(1)1.5×105 Pa (2)900 K
24
解析：(1)对于管道右侧气体，因为气体做等温变化，则有：p0V1＝p2V2 V2＝23V1 解得 p2＝1.5×105 Pa (2)对于管道左侧气体，根据理想气体状态方程， 有p0VT10′ ＝p2′TV2′ V2′＝2V1′ 当活塞 P 移动到最低点时，对活塞 P 受力分析可得出两部分气体的压强 p2′＝p2 解得 T＝900 K
11
『想一想』 如图所示，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 37 ℃，压强为 1.1 标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为 0.5 L，温度为 0 ℃， 压强近似等于 1 标准大气压。则这部分气体在口腔内的体积是多少呢？
12
解析：T1＝273＋37 K＝310 K，T2＝273 K 由理想气体状态方程pT1V1 1＝pT2V2 2 V1＝pp2V1T2T2 1＝1×1.10.×5×273310 L＝0.52 L 答案：0.52 L
2．表达式 pT1V1 1＝__p_T2V_2_2__或pTV＝__恒__量____ 3．适用条件 一定__质__量____的理想气体。
8
辨析思考 『判一判』 (1)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。( × ) (2)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解。 (× ) (3)对于不同的理想气体，其状态方程pTV＝C(恒量)中的恒量 C 相同。( × )
16
1．理想气体 (1)含义 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 实验定律，我们把这样的气体叫做理想气体。 (2)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。 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。
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解析：(1)对于管道右侧气体，因为气体做等温变化，则有：p0V1＝p2V2 V2＝23V1 解得 p2＝1.5×105 Pa (2)对于管道左侧气体，根据理想气体状态方程， 有p0VT10′ ＝p2′TV2′ V2′＝2V1′ 当活塞 P 移动到最低点时，对活塞 P 受力分析可得出两部分气体的压强 p2′＝p2 解得 T＝900 K
11
『想一想』 如图所示，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 37 ℃，压强为 1.1 标准大气压，吹出后的肥皂泡体积为 0.5 L，温度为 0 ℃， 压强近似等于 1 标准大气压。则这部分气体在口腔内的体积是多少呢？
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解析：T1＝273＋37 K＝310 K，T2＝273 K 由理想气体状态方程pT1V1 1＝pT2V2 2 V1＝pp2V1T2T2 1＝1×1.10.×5×273310 L＝0.52 L 答案：0.52 L
2．表达式 pT1V1 1＝__p_T2V_2_2__或pTV＝__恒__量____ 3．适用条件 一定__质__量____的理想气体。
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辨析思考 『判一判』 (1)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。( × ) (2)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解。 (× ) (3)对于不同的理想气体，其状态方程pTV＝C(恒量)中的恒量 C 相同。( × )
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1．理想气体 (1)含义 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 实验定律，我们把这样的气体叫做理想气体。 (2)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。 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。
高中物理《理想气体的状态方程》优质教学课件
34
100
0.566
0.46
18 .73
（ 1 ）在压强不太大，温度不太低的情况下，实验 值 与理论值基本吻合
（ 2 ）压强较大或者温度较低时，实验值与理论值 有 较大的误差。
理想气体： 在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律 的 气体
1.理想气体存在吗？
2.引入理想气体有什么实际意义 ？尔质量 为 M ，请写出 V2 和 V0 的关系式
C 仅由气体的种类和质量决定，与其他量 无关
理想气体状态方程的应
用：一定质量的某种理想气体由状态 A 变到状态 D ，其有关数据如图所示，若状态 D 的压强是 104pa ，状态 A 的压强是多少？
V/m3
3
查理定律
盖 . 吕萨克定 律
气体的三个实验定律是理想气体状态方程的
特例 3. 常数 C 和 p 、 V 、 T 无
深入探究：常数 C 和什么有关 呢
pV =C T
？思考：质量为 m 的空气，在温度为 T1 ，压强为
p1 时，对应的体积为 V1 ，如何求其标况下对应的
体 积 V2 （设标况下温度为 T0 ，压强为 p0 ）？
D
C
2
A
1
B
O
1
2
3 4 5 T/102K
利用理想气体状态方程解题的一般步 骤 ：1 . 明 确 研 究 对 象 ， 即 某 一 定 质 量 的 理 想 气
体
2.确定气体的初末状态及其状态参量，并 注 意单位的统一（不需要考虑中间过程 ）
3.由理想气体状态方程列式求解 3
V/m3
2
1
A
C
D B
O 1 2 3 4 5 T/102K