3-3物理：2.4-5《气体实验定律的图像表示、理想气体》课件
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高中物理教科版选修(3-3)2.5 教学课件 《理想气体》(教科版)
教育科学出版社 高二| 选修3-3
1．实际气体在常温常压下可看做理想气体．(√) 2．能严格遵守气体实验定律的气体是理想气体．(√) 3．理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律．(√)
教育科学出版社 高二| 选修3-3
在生产和生活实际中是否存在理想气体？ 研究理想气体有何意义？
【提示】 理想气体是一种理想模型，实际中并不存在． 理想气体是对实际气体的科学抽象，考虑主要因素，忽略 次要因素，使气体状态变化的问题易于分析和计算．
教育科学出版社 高二| 选修3-3
3．理想气体状态方程与气体实验定律的关系
p1V1＝p2V2 T1 T2
T1＝T2 时，p1V1＝p2V2玻意耳定律
⇒
V1＝V2
时，p1＝p2查理定律 T1 T2
p1＝p2
时，V1＝V2盖吕萨克定律 T1 T2
教育科学出版社 高二| 选修3-3
7．关于理想气体，下列说法正确的是( ) A．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，可看成理想气体 C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体 D．所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体 E．一定质量的理想气体内能的变化只与温度有关
根据理想气体状态方程得
p0V0＝pV T0 T
②
代入数据得
V＝2.8×10－2 m3.
③
【答案】 2.8×10－2 m3
教育科学出版社 高二| 选修3-3
1．理想气体是一种理想化的模型 (1)理想气体是像质点、点电荷一样，为了研究问题 的方便而抽象的一种模型，实际并不存在． (2)实际气体在温度不低于几十摄氏度，压强不超过 大气压的几倍时，都可以当成理想气体处理．
《气体实验定律》课件
气体实验定律
本次PPT课件介绍气体实验定律，通过详细讲解气体基本概念、测量方法以及 各个定律的表述、图示和应用范例，帮助您掌握气体的重要性和应用场景。
气体基本概念
气体特征
气体是一种没有定形的物质，具有压强、体积、温度等特征。
气体基本假定
气体的分子间距很大，气体分子间的相互作用力很小，在运动中自由碰撞，其碰撞、弹性和 速率服从一定的统计规律。
利用装置测量气体的体积和摩尔数，验
证摩尔定律。
3
算式推导和应用范例
通过摩尔方程，摩尔分数、分子式、密 度等重要物理量均可计算。
理想气体状态方程
方程表述
最基本的气体定理，表示一定条 件下物质的压强、体积、摩尔数 和温度之间的关系。
实验验证和限制条件
不能过于密集，分子间距离应远 大于分子本身大小，才符合理想 气体状态。
算式推导和应用范例
应用理想气体状态方程，可计算 摩尔质量、分子速率、凝固和沸 点等重要物理量。
总结
1 回顾气体实验定律
玛丽蒙德定律、查理定律、摩尔定律和理想气体状态方程，为研究气体的性质和应用提 供了重要的定律基础。
2 总结应用场景和限制
虽然这些定律和方程都有各自的应用场景，但其在实际应用过程中需要考虑到各种限制 条件，并且需要进行多个参数的测量和计算。
气体标准状态
一个标准大气压下、温度为 0℃ 时，单位体积气体的质量为 1.293g，称为标准状态。
玛丽蒙德定律
定律表述
实验装置图示
相同温度和压强下，不同气体的 体积与它们的摩尔数成直接正比。
摆放实验装置，通过测量容器的 体积变化、压强和物质的摩尔数 的比值，验证定律表述。
算式推导和应用范例
通过玛丽蒙德方程，可计算沸点 和密度等物理量。
本次PPT课件介绍气体实验定律，通过详细讲解气体基本概念、测量方法以及 各个定律的表述、图示和应用范例，帮助您掌握气体的重要性和应用场景。
气体基本概念
气体特征
气体是一种没有定形的物质，具有压强、体积、温度等特征。
气体基本假定
气体的分子间距很大，气体分子间的相互作用力很小，在运动中自由碰撞，其碰撞、弹性和 速率服从一定的统计规律。
利用装置测量气体的体积和摩尔数，验
证摩尔定律。
3
算式推导和应用范例
通过摩尔方程，摩尔分数、分子式、密 度等重要物理量均可计算。
理想气体状态方程
方程表述
最基本的气体定理，表示一定条 件下物质的压强、体积、摩尔数 和温度之间的关系。
实验验证和限制条件
不能过于密集，分子间距离应远 大于分子本身大小，才符合理想 气体状态。
算式推导和应用范例
应用理想气体状态方程，可计算 摩尔质量、分子速率、凝固和沸 点等重要物理量。
总结
1 回顾气体实验定律
玛丽蒙德定律、查理定律、摩尔定律和理想气体状态方程，为研究气体的性质和应用提 供了重要的定律基础。
2 总结应用场景和限制
虽然这些定律和方程都有各自的应用场景，但其在实际应用过程中需要考虑到各种限制 条件，并且需要进行多个参数的测量和计算。
气体标准状态
一个标准大气压下、温度为 0℃ 时，单位体积气体的质量为 1.293g，称为标准状态。
玛丽蒙德定律
定律表述
实验装置图示
相同温度和压强下，不同气体的 体积与它们的摩尔数成直接正比。
摆放实验装置，通过测量容器的 体积变化、压强和物质的摩尔数 的比值，验证定律表述。
算式推导和应用范例
通过玛丽蒙德方程，可计算沸点 和密度等物理量。
沪教版高中物理选修3-3课件2.4理想气体状态方程
解析：理想气体状态方程pT1V1 1＝pT2V2 2中的温度是热力学温度，不 是摄氏温度，A 错误，B 正确；将 C、D 中数据代入公式中即可 判断 C 正确，D 错误。
答案：BC
[例1] 如图所示，粗细均匀一 端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31 ℃， 大气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面相平， 这时左管被封闭的气柱长L1＝8 cm，则：
答案：30.1 m
[例2] 房间的容积为20 m3，在温度为7 ℃、大气压强为 9.8×104 Pa时，室内空气质量是25 kg。当温度升高到27 ℃， 大气压强变为1.0×105 Pa时，室内空气的质量是多少？
[思路点拨] 室内气体的温度、压强均发生了变化，后 来气体的体积不一定再是20 m3，可能增大，即有气体从房间 内跑出，可能减小，即有气体流入房间内，因此仍以原25 kg 气体，通过计算体积确定20 m3的体积中还有多少气体，再计 算气体的质量。
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。
由一定质量理想气体的状态方程pT1V1 1＝pT2V2 2 得 p2＝pV1V2T1T12＝4×V23×V×250300 atm＝3.2 atm。 答案：3.2 atm
[例3] 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BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。
1．为了测定湖的深度，将一根试管开口向下缓缓压至湖底， 测得进入管中的水的高度为管长的3/4，湖底水温为4 ℃， 湖面水温为10 ℃，大气压强76 cmHg。求湖深多少？
解析：根据理想气体状态方程pT1V1 1＝pT2V2 2得： 27763×＋V10＝2p723V＋/44， 解得：p2＝297.6 cmHg，相当于29776.6＝3.9 atm，水产生的压 强为 2.9 atm，一个大气压支持的水柱为 10.33 m，所以 h＝ 2.9×10.33 m＝30.1 m。
《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
高二物理人教版选修3-3课件：第八章 第3讲 理想气体的状态方程
第八章——
第3 讲
目标定位
理想气体的状态方程
1. 了解理想气体的概念，并知道实际气体在什么情况下
可以看成理想气体.
2. 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.
1 预习导学
梳理·识记·点拨
2 课堂讲义
理解·深化·探究
3 对点练习
巩固·应用·反馈
预习导学
梳理·识记·点拨
一、理想气体 1.定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律 的气体. 2.实际气体在压强 (相对大气压)、温度 (相对室 不太低 不太大 温)时可当成理想气体处理. 3.理想气体是一种 理想化 的模型，是对实际气体的 科学抽象 .
pV＝C知V不确定，若BA 的延长线过t轴上－273.15 ℃，则 T恒定，V不变.现在题图 p 中BA的延长线是否通过t轴上－273.15 ℃无法确定，故体 T
(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.
第3讲 理想气体的状态方程
p1V1 p2V2 由 T ＝ T 代入数据，解得 T2≈268 K＝－5 ℃. 1 2
答案 －5 ℃
第3讲 理想气体的状态方程
16
二、理想气体状态方程与气体图象 1.一定质量的理想气体的各种图象
类
别 特 点 pV＝CT(其中C为恒 p-V 1 V 量)，即pV之乘积越 1 大的等温线温度越 V 高，线离原点越远
图2
第3讲 理想气体的状态方程
第3 讲
目标定位
理想气体的状态方程
1. 了解理想气体的概念，并知道实际气体在什么情况下
可以看成理想气体.
2. 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.
1 预习导学
梳理·识记·点拨
2 课堂讲义
理解·深化·探究
3 对点练习
巩固·应用·反馈
预习导学
梳理·识记·点拨
一、理想气体 1.定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律 的气体. 2.实际气体在压强 (相对大气压)、温度 (相对室 不太低 不太大 温)时可当成理想气体处理. 3.理想气体是一种 理想化 的模型，是对实际气体的 科学抽象 .
pV＝C知V不确定，若BA 的延长线过t轴上－273.15 ℃，则 T恒定，V不变.现在题图 p 中BA的延长线是否通过t轴上－273.15 ℃无法确定，故体 T
(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.
第3讲 理想气体的状态方程
p1V1 p2V2 由 T ＝ T 代入数据，解得 T2≈268 K＝－5 ℃. 1 2
答案 －5 ℃
第3讲 理想气体的状态方程
16
二、理想气体状态方程与气体图象 1.一定质量的理想气体的各种图象
类
别 特 点 pV＝CT(其中C为恒 p-V 1 V 量)，即pV之乘积越 1 大的等温线温度越 V 高，线离原点越远
图2
第3讲 理想气体的状态方程
教科版高中物理选修3-3：《气体实验定律的图像表示及微观解释》课件-新版
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．如图 2－4－4 所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条源自p－V1图线．由图可知()
A．一定质量的气体在发生等温变化时其压强与体积 成正比
B．一定质量的气体在发生等温变化时其 p－V1图线的
延长线是经过坐标原点的
C．T1>T2 D．T1<T2
图2－4－4
解析：选 BD.这是一定质量的气体在发生等温变化时 的 p－V1图线．由图线可知 p÷V1＝恒量，即斜率，所以 p 与 V 应该成反比，故 A 错；由图可以看出，p－V1图 线的延长线是过坐标原点的，故 B 对；根据 p－V1图 线斜率的物理意义可知 C 错，D 对．
2．气体等容变化的p－T图像 从图2－4－2甲可以看出，在等容过程中，压强p与 摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的_正__比___关系. 但是，如果把图甲中直线AB延长至与横轴相交，把 交点当作坐标原点．建立新的坐标系(如图乙所示)， 那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系 了．图乙坐标原点的意义为气体压强为_0__时，其温 度为_0__.可以证明，当气体的压强不太大,温度不太 低时,坐标原点代表的温度就是__0_K__.
核心要点突破
一、对气体等温变化图像的理解
1．对两种等温变化图像的理解和应用
两种 图像 内容
p－V1 图像
p－V 图像
图像 特点
两种 图像 内容
p－V1 图像
p－V 图像
物理 意义
一定质量的气体，温 一定质量的气
度不变时，pV＝常 体，在温度不变
量，p
与V1 成正比，在
的情况下 p 与 V 成反比，因此等
第4节 气体实验定律的图像 表示及微观解释
课标定位
第三章第2节 气体实验定律的图像表示及微观解释精品PPT课件
活动二 从微观角度解释气体实验定律
问题1
气体实验定律既能用公式表示，也能用图像表示，它 反映了气体宏观物理之间的关系。怎样从微观分子分布与 运动的角度来解释气体实验定律呢？
问题2
气体压强是由于气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的， 从微观上看取决于气体分子的密集程度和分子的平均动能 这两个方面。当气体的状态参量发生Βιβλιοθήκη 化时，以上两个方 面如何相互制约呢？
1、 对玻意耳定律的解释：
pV c
一定质量的气体做等温变化时，气体分子的平 均动能是一定的，气体体积越小，分子的密集程 度越大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数 越多，故而压强越大。
2、 对查理定律的解释：
p c T
一定质量的气体做等容变化时，气体分子的密 集程度不变，当温度升高时，分子热运动的平均 动能增大，分子运动速率增大，这一方面使得分 子撞击到器壁上单位面积上的分子数增多，同时 撞击力也增大，从而使得气体压强增大。
判天地之美，析万物之理
物理学家费尔德曾指出： 当你领悟一个出色的公式时，你会得到
如同听巴哈的乐曲一样的感受。
问题
气体实验定律除了可用十分简洁的公式 表示，还可用什么数学工具更加直观地表 示呢？
2 气体实验定律的图像表示及微观解释
活动一 气体实验定律的图象表示 问题1 气体实验定律的图像一般有三种：p-V图像、
讨论2 一定质量的某种气体装在容积分别为V1、V2、
V3的三个容器中，发生等容变化，相对应的三条等 容线如图所示，则V1、V2、V3的大小关系如何？
V1 V2 V3
问题2
等温变化、等容变化和等压变化可以在其他 两种坐标中表示出来吗？ 1、等温线
2、等容线
3、等压线
气体实验定律及理想气体状态方程的应用PPT课件
典例：如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧
上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开
关K关闭，A侧空气柱的长度为ɭ1=10.0cm，B侧水 银面比A侧的高h1=3.0cm。现将开关K打开，从U 形管中放出部分水银，当两侧水银面
的高度差h2=10.0cm时将开关K闭合。 已知大气压强P0=75.0cmHg。 （1）求放出部分水银后A侧空气柱的高度ɭ2； （2）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水
银面达到同一高度，求注入的水银在管内的高度
△h。
【定向导学，分组讨论，合作探究】
通过分组讨论以下问题来理解题意，从而体 会如何寻找的解题的思路及突破口
1、通过读题等效翻译获得的解题信息有哪些？ 2、本题的研究对象是一部分气体还是多部分气 体？ 3、如何寻找解决第一问的解题思路？即如何找 到解题的难点和突破方法？ 4、解决本题第二问时可确定的气体的初态有几 个？最有助于解题的初态是那一个？ 5、解决本题第二问时的难点是什么？如何突破 ？
根 据 玻 意 耳 定 律 p 1 V 1 p 1 'V 1 1 代 入 数 据 解 得 p 1 '= 9 0 c m H g
解 ： 对 细 管 中 封 闭 气 体
初 态 ： p 2p 07 5 cm H g,
V 2l1S1 2 s, T 2
末 态 ： p 2 ' p 1 ' p h9 6 cm H g, V 2 ' l2
（1）由如图的U形管可以想起确定封闭气体压强
的方法为 连通器等液面法 。
（2）将粗管管口封闭说明粗管的封闭气体可以作
为 研究对象
。
（3）将细管管口用一活塞封闭说明细管内的封闭
气体也可以作为 研究对象
理想气体性质精品PPT课件
积分中值定理
0 t
c
p
t
t
0
c
p
x
dx
附表5
cp
t
0 cp
xdx
t
ht
t
cp
t 0
附表5
h t2
h t1
cp
t2 0
t2
cp
t1 0
t1
cp
t2 t1
cp
t2 0
t2 t2
cp t1
t1 0
t1
cp
t2 0
t2
cp
t1 0
t1
t2 t1
t2 t1
c T2 p T1
定容比热和定压比热的关系
迈耶公式
h u pv = u RgT
dh dT
du dT
Rg
c p cV
c p cV Rg
cp T cV T Rg
实际气体 ( 见P199)
c p cV
T
v T
2
p
p
v
T
pv RgT
定容比热和定压比热的关系
比热比
(specific heat ratio; ratio of specific heat capacity)
气体和蒸汽性质
热力性质（工质能量转换特性）＞状态函数
q u2 u1 w u uT ,v
物质的 p-v-T关系
内参数和物种有关
临界点
固-液
p pT,v
p
等压线
液
气
固
液-气
等温线
T
水 H2O
固-气
二氧化碳 CO2
三相线
v
实际气体离液态较近时称蒸气,否则称气体
高中物理选修3---3第八章第三节《理想气体的状态方程》新课教学课件
达到4 atm，应打气几次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？(设
标准大气压强为1 atm,全过程温度不变。)
解析: 设标准大气压为p0，药桶中空气的体积为V，打 气N次后，喷雾器中的空气压强达到4个标准大气压，打 入的气体在1 atm下的体积为V ′
解得： p=762.2 mmHTg1
T2
【例题】容积V=20L的钢瓶充满氧气后，压强为p=30P0(P0 为 1个大气压强)，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为 V‘=5L的小瓶子中去。若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶中 的氧气压强均为P’=2P0 。在分装过程中无漏气现象，且温 度保持不变，那么最多可能装的瓶数是多少？ 解题思维：以氧气的总量为研究对象，其物质的量 为一个定值，每一小部分都满足PV=nRT
P跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变，这种关系称
为理想气体的状态方程。
2、公式： p1V1 p2V2 或 pV C
T1
T2
T
①恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物
质的量决定，一般写成比值形式叫理想气体状态方程，描述
两个状态之间的关系。写成乘积形式PV=nRT，（其中的n
指物质的量）时，叫克拉珀龙方程，描述一个状态的三个状
个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系
呢？
解析： 从A→B为等温变化：
p A
pAVA=pBVB 从B→C为等容变化：
pB pC TB TC
C
TA=TBBຫໍສະໝຸດ 又：TA=TB VB=VC
0
V
解得： pAVA pCVC
TA
TC
二、理想气体的状态方程
1、内容：一定质量的理想气体的状态发生变化时，它的压强
标准大气压强为1 atm,全过程温度不变。)
解析: 设标准大气压为p0，药桶中空气的体积为V，打 气N次后，喷雾器中的空气压强达到4个标准大气压，打 入的气体在1 atm下的体积为V ′
解得： p=762.2 mmHTg1
T2
【例题】容积V=20L的钢瓶充满氧气后，压强为p=30P0(P0 为 1个大气压强)，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为 V‘=5L的小瓶子中去。若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶中 的氧气压强均为P’=2P0 。在分装过程中无漏气现象，且温 度保持不变，那么最多可能装的瓶数是多少？ 解题思维：以氧气的总量为研究对象，其物质的量 为一个定值，每一小部分都满足PV=nRT
P跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变，这种关系称
为理想气体的状态方程。
2、公式： p1V1 p2V2 或 pV C
T1
T2
T
①恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物
质的量决定，一般写成比值形式叫理想气体状态方程，描述
两个状态之间的关系。写成乘积形式PV=nRT，（其中的n
指物质的量）时，叫克拉珀龙方程，描述一个状态的三个状
个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系
呢？
解析： 从A→B为等温变化：
p A
pAVA=pBVB 从B→C为等容变化：
pB pC TB TC
C
TA=TBBຫໍສະໝຸດ 又：TA=TB VB=VC
0
V
解得： pAVA pCVC
TA
TC
二、理想气体的状态方程
1、内容：一定质量的理想气体的状态发生变化时，它的压强
人教版高中物理选修3-3课件3.理想气体的状态方程
学温度，不是摄氏温度，A错误，B正确；将数据代入公式
中即可判断C正确，D错误．
答案： BC
如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计， 在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左 面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处， 缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297K，现缓慢加 热汽缸内气体，直至399.3K．求：
思路点拨：
解析： 对A部分气体： 初态：pA＝1.8×105 Pa，VA＝2V，TA＝400 K 末态：p′A＝？，V′A＝？，T′A＝300 K 由状态方程得pTAVAA＝p′TA′V′A A 即1.8×410005×2V＝p′3A0V0′A① 对B部分气体： 初态：pB＝1.2×105 Pa，VB＝V，TB＝300 K 末态：p′B＝？ V′B＝？ T′B＝300 K
空白演示
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3.理想气体的态方程
一、理想气体
1．定义：在任何温度任何下压都强严格遵从三个的气体．实验 定律2．理想气体与实际气体
3．理想气体的分子模型
(1)分子本身的大小和它们之间的距离相比较可忽略不计．
(2)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故
无，分一子定势质能量的理想气体内能只与有关．
【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，把它们看作理想气体处理．
(2)对一定质量的理想气体来说，当温度升高时，其内能增 大．
关于理想气体的性质，下列说法中正确的是( ) 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
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
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『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。
教科版高中物理选修3-3课件 2 气体实验定律的图像表示及微观解释课件
从图中可以看出，0 ℃时气体压强为p0，因此直线AB的斜率为
，A、B、
D正确；在接近0 K时，气体已液化，因此不满足查理定律，压强不为零，C错
误；压强p与温度t的关系是线性关系而不是成正比，E错误．
【答案】 ABD
3．如图247所示，甲、乙为一定质量的某种气体的 等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是( )
【解析】 质量一定的气体，分子总数不变，体积增大， 单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大， 根据气体压强与单位体积内分子数和分子的平均动能这两个因素 的关系，可判断A、C、E正确，B、D错误．
【答案】 ACE
5．在一定的温度下．—定质量的气体体积减小时，气体的压强增大，下 列说法不正确的是( )
3．盖吕萨克定律 (1)宏观表现：一定质量的气体，在压强不变时，温度升高，体积增大； 温度降低，体积减小． (2)微观解释：一定质量(m)的理想气体的总分子数(N)是一定的，要保 持压强(p)不变，当温度(T)升高时，全体分子运动的平均速率v会增大，那么 单位体积内的分子数(n)一定要减小(否则压强不可能不变)，因此气体体积(V) 一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小．
甲
乙
图2-4-1
(2)一定质量的气体p 1 图像如图乙所示，图线 V
的延长线为过原点的倾斜直线，且温度t1<t2.
2．等容过程的p T和p t的图像 (1)p T图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强 p和热力学温度T的关系图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图 242所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小．
图2-4-5
A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比 B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C．由图可知T1>T2
教科版高中物理选修3-3：气体实验定律的图像表示及微观解释_课件1
特别提醒： (1)图像上的一点代表气体的一个状态，每一点都对
应气体的一个确定的状态(p、V、T 表示)。 (2)温度不同，一定质量的同一气体的等温线不同。
同一气体的等温线比较，在 p－V 图中，双曲线顶点离坐 标原点远的等温线对应的温度高。在 p－V1图中，斜率大 的等温线对应的温度高。
(3)分析问题时一定注意区分是 p－V 图像还是 p－V1 图像，并对应好各自的图像形状。
A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变 化时，其压强与体积成反比
B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C．由图可知T1>T2 D．由图可知T1<T2
【思路点拨】 对同一质量不变的气体,温度越高，p、V之积越大。
【自主解答】 由等温线的物理意义可知，A、B正确，对于一定质量的气
2.气体等容变化的p－T图像 从图甲可以看出，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次
函数关系，不是简单的__正__比__关系。但是，如果把图甲中直线AB 延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点。建立新的坐标系(如图 乙所示)，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙 坐标原点的意义为气体压强为_0__时，其温度为_0__。可以证明， 当气体的压强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是 _0__K__。
(2)气体发生等压变化时，气体体积增大，单位体积内的分子 数减少，会使气体压强减小，此时气体温度升高，气体分子的平 均动能增大，从而使气体压强增大来抵消由气体体积增大而造成 的气体压强的减小。相反，气体体积减小，单位体积内的分子数 增多，会使气体压强增大，只有气体的温度降低，气体分子的平 均动能减小，才能使气体的压强减小来抵消由气体体积减小而造 成的气体压强的增大。
高中理想气体ppt课件
高中理想气体ppt课 件
目录
• 理想气体模型 • 理想气体的微观解释 • 理想气体定律 • 真实气体的近似与修正 • 理想气体实验 • 理想气体与其他知识点的联系
01
理想气体模型
理想气体的定义
理想气体
在温度不太低、压强不太大的情况下，实际气体可以近 似为理想气体。
理想气体条件
理想气体模型忽略了气体分子间的相互作用力和分子本 身的体积，把气体分子看成没有体积的质点，把分子间 的碰撞看成完全弹性碰撞。
在考虑了分子间相互作用和分子本身的体积效应后，可以得到修正后的理想气体定律，即真实 气体的状态方程。
范德华方程
范德华方程的引入
范德华方程是一个描述真实气体 行为的经验方程，它可以根据实 验数据来拟合真实气体的状态曲 线。
范德华方程的形式
范德华方程通常采用如下形式： $P + \frac{n^2a}{V^2} = nRT$ ，其中 $P$ 是气体压强，$V$ 是 气体体积，$n$ 是气体物质的量 ，$R$ 是气体常数，$T$ 是气体 温度。
4. 分析实验结果，比较理论密度与实际密度之间的差 异。
实验三：研究理想气体的等温变化
总结词：该实验通过研究理想气体的等温变化，帮助学生 理解等温变化条件下气体的状态变化规律。
2. 将气体视为理想气体，通过改变气瓶内的压力，观察 温度的变化情况。
详细描述
3. 记录压力和温度的变化数据，绘制等温线图。
05
理想气体实验
实验一：验证理想气体定律
总结词：通过实验操作，学生可以验证理想气体定律，加 深对理想气体状态方程的理解。
详细描述
1. 准备实验装置，包括温度计、压力表、恒温水浴、气 瓶等。
2. 将气体视为理想气体，根据已知温度和压力计算气体 密度。
目录
• 理想气体模型 • 理想气体的微观解释 • 理想气体定律 • 真实气体的近似与修正 • 理想气体实验 • 理想气体与其他知识点的联系
01
理想气体模型
理想气体的定义
理想气体
在温度不太低、压强不太大的情况下，实际气体可以近 似为理想气体。
理想气体条件
理想气体模型忽略了气体分子间的相互作用力和分子本 身的体积，把气体分子看成没有体积的质点，把分子间 的碰撞看成完全弹性碰撞。
在考虑了分子间相互作用和分子本身的体积效应后，可以得到修正后的理想气体定律，即真实 气体的状态方程。
范德华方程
范德华方程的引入
范德华方程是一个描述真实气体 行为的经验方程，它可以根据实 验数据来拟合真实气体的状态曲 线。
范德华方程的形式
范德华方程通常采用如下形式： $P + \frac{n^2a}{V^2} = nRT$ ，其中 $P$ 是气体压强，$V$ 是 气体体积，$n$ 是气体物质的量 ，$R$ 是气体常数，$T$ 是气体 温度。
4. 分析实验结果，比较理论密度与实际密度之间的差 异。
实验三：研究理想气体的等温变化
总结词：该实验通过研究理想气体的等温变化，帮助学生 理解等温变化条件下气体的状态变化规律。
2. 将气体视为理想气体，通过改变气瓶内的压力，观察 温度的变化情况。
详细描述
3. 记录压力和温度的变化数据，绘制等温线图。
05
理想气体实验
实验一：验证理想气体定律
总结词：通过实验操作，学生可以验证理想气体定律，加 深对理想气体状态方程的理解。
详细描述
1. 准备实验装置，包括温度计、压力表、恒温水浴、气 瓶等。
2. 将气体视为理想气体，根据已知温度和压力计算气体 密度。
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3．气体等压变化的图像(即等压线)特点 一定质量的某种气体做等压变化，在 VT 图线中，气体的压强越小，等压 线的斜率越大 ．
[再判断] 1．在 p V 图像上，等温线为直线．(×) 2．p T 图像是过原点的直线．(√) 3．在 VT 图像中，图线的斜率越大，压强也越大．(×)
[后思考] 1 处理实验数据时，为什么不直接画 p V 图像，而是画 p V图像？ 【提示】 p V 图像是曲线，不易直接判定气体的压强和体积的关系．而 p 1 V图像是直线，很容易判定其关系．
【答案】 ACD
1．宏观量温度的变化对应着微观量分子动能平均值的变化．宏观量体积的 变化对应着气体分子密集程度的变化． 2．压强的变化可能由两个因素引起，即分子热运动的平均动能和分子的密 集程度，可以根据气体变化情况选择相应的实验定律加以判断．
理想气体
[先填空] 1．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． 2．理想气体与实际气体 在 温度不低于零下几十摄氏度、压强 不超过大气压的几倍的条件下，把实 际气体当做理想气体来处理．
【答案】 ABD
3．如图 247 所示，甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像， 关于这两个图像的正确说法是( )
甲 图 247
乙
A．甲是等压线，乙是等容线 B．乙图中 p t 线与 t 轴交点对应的温度是－273.15 ℃，而甲图中 Vt 线与 t 轴的交点不一定是－273.15 ℃ C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是 p 与 t 成直线关系 D．乙图表明温度每升高 1 ℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压 强不变 E．由甲图表明温度每升高 1 ℃，体积的增加相同，但乙图表明随温度的升 高体积不变
【解析】
气体压强的微观表现是气体分子在单位时间内对单位面积器壁
的碰撞次数，是由分子的平均动能和单位体积内的分子数共同决定的．温度不 变一定说明气体分子的平均动能不变，气体体积减小时．单位体积内分子数增 多，故气体的压强增大．故 A、E 正确，选项为 B、C、D.
【答案】 BCD
6．(2016· 昆明高二检测)如图 248 所示，一定质量的理想气体由状态 A 沿 平行纵轴的直线变化到状态 B ，则它的状态变化过程的下列说法不正确的是 ( )
3．盖吕萨克定律 (1)宏观表现：一定质量的气体，在压强不变时，温度升高，体积增大；温 度降低，体积减小． (2)微观解释： 一定质量(m)的理想气体的总分子数(N)是一定的，要保持压强 (p)不变，当温度(T)升高时，全体分子运动的平均速率 v 会增大，那么单位体积 内的分子数(n)一定要减小(否则压强不可能不变)，因此气体体积(V)一定增大； 反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小．
2．查理定律 (1)宏观表现：一定质量的气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大； 温度降低，压强减小． (2)微观解释：一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的，体积(V)保持不 变时．其单位体积内的分子数(n)也保持不变．当温度(T)升高时，其分子运动的 平均速率(v)增大，则气体压强 (p)增大；反之，当温度 (T)降低时，气体压强 (p) 减小．
1 1．p V 图像与 p V图像 (1)一定质量的气体的 pV 图像如图 241 甲所示，图线为双曲线的一支，且 温度 t1<t2.
甲 图 241
乙
1 (2)一定质量的气体 p V图像如图乙所示，图线的延长线为过原点的倾斜直 线，且温度 t1<t2.
2．等容过程的 p T和pt 的图像 (1)p T 图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强 p 和热力 学温度 T 的关系图线的延长线是过原点的倾斜直线， 如图 242 所示， 且 V1<V2， 即体积越大，斜率越小．
[再判断] 1．实际气体在常温常压下可看做理想气体．(√) 2．能严格遵守气体实验定律的气体是理想气体．(√) 3．理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律．(√)
[后思考] 在生产和生活实际中是否存在理想气体？研究理想气体有何意义？
【提示】 理想气体是一种理想模型，实际中并不存在． 理想气体是对实际气体的科学抽象，考虑主要因素，忽略次要因素，使气 体状态变化的问题易于分析和计算．
知 识 脉 络
气体实验定律的图像表示
[先填空] 1．气体等温变化的图像(即等温线)特点 一定质量的某种气体做等温变化，在 p V 图线中，气体的温度越高，等温 线离坐标原点越 远． 2．气体等容变化的图像(即等容线)特点 一定质量的某种气体做等容变化；在 p T 图线中，气体的体积越小，等容 线的斜率越 大．
【解析】
由查理定律 p＝CT＝C(t＋273.15)及盖吕萨克定律 V＝CT＝C(t
＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故 A 正确；由“外推法”可知 两种图线的反向延长线与 t 轴的交点温度为－273.15 ℃，即热力学温度的 0 K， 故 B 错；查理定律及盖吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压 强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了， 故 C 错；由于图线是直线，故 D、E 正确．
知 识 点 一
知 识 点 三
4．气体实验定律的图像表示及微观解释 5．理想气体
知 识 点 二 学 业 分 层 测 评
学 习 目 标 1.理解气体等温、等容、等压变化的图 像的物理意义．(重点) 2.会从图像上描述气体的状态变化． (难 点) 3.会用分子动理论和统计观点解释气体 实验定律．(难点) 4.知道理想气体的特点．(重点)
1．理想气体：理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点模型一样， 是一种理想模型，实际并不存在．
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忽略不计，分子不占空 间，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． (4)理想气体分子无分子势能，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和 温度有关．
3．理想气体状态方程与气体实验定律的关系 p1V1 p2V2 T1 ＝ T2 T1＝T2时，p1V1＝p2V2玻意耳定律 V ＝V 时，p1 ＝p2查理定律 2 T1 T2 ⇒ 1 V V p1＝p2时， 1＝ 2盖吕萨克定律 T1 T2
A．气体的温度不变 B．气体的内能增加 C．气体的分子平均速率减小 D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上 碰撞的次数不变
图 248
E．气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加
【解析】 从 p V 图像中的 AB 图线看，气体状态由 A 变到 B 为等容升压， 根据查理定律，一定质量的气体．当体积不变时，压强跟热力学温度成正比， 所以压强增大，温度升高，A 错误．一定质量的理想气体的内能仅由温度决定， 所以气体的温度升高， 内能增加， B 正确． 气体的温度升高， 分子平均速率增大， C 错误． 气体压强增大， 则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数 增加，D 错误，E 正确．
4．对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的 是( ) A．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变 B．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小 C．压强和体积都增大时，其分子的平均动能一定增大 D．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变 E．压强减小，体积增大时，其分子平均动以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积 成反比 B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的 C．由图可知 T1>T2 D．由图可知 T1<T2 E．由图可知 T1＝T2
【解析】 一定质量的气体的等温线为双曲线，由等温线的物理意义可知， 压强与体积成反比，且在不同温度下等温线是不同的，所以 A、B 正确；对于一 定质量的气体，温度越高，等温线离坐标原点的位置就越远，故 C、E 错误，D 正确．
图 246
【解析】 在 p t 图像上，等容线的延长线与 t 轴的交点坐标为－273 ℃， p0 从图中可以看出，0 ℃时气体压强为 p0，因此直线 AB 的斜率为273，A、B、D 正确；在接近 0 K 时，气体已液化，因此不满足查理定律，压强不为零，C 错误； 压强 p 与温度 t 的关系是线性关系而不是成正比，E 错误．
【答案】 ADE
1 pT 图像、VT 图像在原点附近都要画成虚线. V图像、p -
气体实验定律的微观解释
[先填空] 1．玻意耳定律 一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能 是一定的．在这 种情况下，体积减小时， 单位体积内的分子数增多，气体的压强 增大．
2．查理定律 一定质量的理想气体，体积保持不变时，单位体积内的分子数保持不变．在 这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大 ，气体的压强也 增大． 3．盖吕萨克定律 一定质量的理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大 ．只有气体的体 积同时增大 ，使单位体积内的 分子数减少 ，才可能保持压强不变．
【答案】 ABD
2．如图 246 所示为一定质量气体的等容线，下面说法中正确的是(
)
p0 A．直线 AB 的斜率是273 B．0 ℃时气体的压强为 p0 C．温度在接近 0 K 时气体的压强为零 D．BA 延长线与横轴交点为－273 ℃ E．压强 p 与温度 t 成正比
【导学号：74320035】
图 242
(2)p t 图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强 p 与摄氏温度 t 是 一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图 243 所示，等容线是一条延长线 通过横轴－273.15 ℃的点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图像纵轴的截 距 p0 是气体在 0 ℃时的压强．
图 243
3．VT 和 Vt 图像 (1)VT 图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积 V 和热力 学温度 T 图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图 244 甲所示，且 p1<p2，即 压强越大，斜率越小．