最新高中物理热学部分---理想气体状态方程
最新人教版高中物理选修3-3：8.3理想气体的状态方程 知识点总结及课时练习
3理想气体的状态方程记一记理想气体的状态方程知识体系一个模型——理想气体一个方程——理想气体的状态方程三个特例——p1V1T1＝p2V2T2⎩⎪⎨⎪⎧T1＝T2时，p1V1＝p2V2V1＝V2时，p1T1＝p2T2p1＝p2时，V1T1＝V2T2辨一辨1.理想气体也不能严格地遵守气体实验定律．(×)2．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．(√)3．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍．(×)4．气体由状态1变到状态2时，一定满足方程p1V1T1＝p2V2T2.(×)5．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是因为压强减半且热力学温度加倍．(√)想一想什么样的气体才是理想气体？理想气体的特点是什么？提示：在任何温度、任何压强下都严格遵从实验定律的气体；特点：①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程，是一种理想化模型．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的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关．思考感悟：练一练=1.有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是( )A ．保持气体体积一定，升高温度B ．保持气体的压强和温度一定，增大体积C ．保持气体的温度一定，增大压强D ．保持气体的压强一定，升高温度解析：由ρ＝m /V 可知，ρ减小，V 增大，又由pV T ＝C 可知A 、B 、C 三项错，D 项对．答案：D2．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的实现是( )A ．使气体体积增加而同时温度降低B ．使气体温度升高，体积不变、压强减小C ．使气体温度不变，而压强、体积同时增大D ．使气体温度升高，压强减小、体积减小解析：由理想气体状态方程pV T ＝恒量得A 项中只要压强减小就有可能，故A 项正确；而B 项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B 项错；C 项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C 项错；D 项中温度升高，压强减小，体积减小，导致pV T 减小，故D 项错误．答案：A3.一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用图上的直线ABC 来表示，在A 、B 、C 三个状态上，气体的温度T A 、T B 、T C 相比较，大小关系为( )A ．TB ＝T A ＝T CB ．T A >T B >T CC ．T B >T A ＝T CD ．T B <T A ＝T C解析：由图中各状态的压强和体积的值可知：p A · V A ＝p C ·V C <p B ·V B ，因为pV T ＝恒量，可知T A ＝T C <T B .答案：C4.如图所示，1、2、3为p －V 图中一定量理想气体的三种状态，该理想气体由状态1经过程1→3→2到达状态2.试利用气体实验定律证明：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2. 证明：由题图可知1→3是气体等压过程，据盖—吕萨克定律有：V 1T 1＝V 2T3→2是等容过程，据查理定律有：p 1T ＝p 2T 2联立解得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2.要点一对理想气体的理解1.(多选)关于理想气体，下列说法中正确的是()A．严格遵守玻意耳定律、盖—吕萨克定律和查理定律的气体称为理想气体B．理想气体客观上是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似C．和质点的概念一样，理想气体是一种理想化的模型D．一定质量的理想气体，内能增大，其温度可能不变解析：理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象；温度不太低、压强不太大的情况下可以把实际气体近似视为理想气体；理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，A、B、C三项正确；理想气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增大，温度降低，内能减小，D项错误．答案：ABC2．(多选)关于理想气体，下列说法正确的是()A．温度极低的气体也是理想气体B．压强极大的气体也遵从气体实验定律C．理想气体是对实际气体的抽象化模型D．理想气体实际并不存在解析：气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的，温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小，趋向于液体，故答案为C、D两项．答案：CD要点二对理想气体状态方程的理解和应用3.(多选)一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T，经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是() A．先等温膨胀，再等容降温B．先等温压缩，再等容降温C．先等容升温，再等温压缩D．先等容降温，再等温压缩解析：根据理想气体状态方程pVT＝C，若经过等温膨胀，则T不变，V增加，p减小，再等容降温，则V不变，T降低，p减小，最后压强p肯定不是原来值，A项错，同理可以确定C项也错，正确为B、D两项．答案：BD4．一定质量的气体，从初态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到32T0，再经等容变化使压强减小到12p0，则气体最后状态为()A.12p0、V0、32T0 B.12p0、32V0、34T0C.12p0、V0、34T0 D.12p0、32V0、T0解析：在等压过程中，V∝T，有V0T0＝V33T02，V3＝32V0，再经过一个等容过程，有：p032T0＝p02T3，T3＝34T0，所以B项正确．答案：B5.如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变小的原因是()A．环境温度升高B．大气压强升高C．沿管壁向右管内加水银D．U形玻璃管自由下落解析：对于左端封闭气体，温度升高，由理想气体状态方程可知：气体发生膨胀，h增大，故A项错．大气压升高，气体压强将增大，体积减小，h减小，故B项对．向右管加水银，气体压强增大，内、外压强差增大，h将增大，所以C项错．当管自由下落时，水银不再产生压强，气体压强减小，h变大，故D项错．答案：B6．一水银气压计中混进了空气，因而在27 ℃、外界大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm.当温度降至－3 ℃时，这个气压计的读数为743 mmHg，求此时的实际大气压值为多少？解析：画出该题初、末状态的示意图分别写出被封闭气体的初、末状态的状态参量p1＝758 mmHg－738 mmHg＝20 mmHgV1＝(80 mm)·S(S是管的横截面积)T1＝(273＋27) K＝300 Kp2＝p－743 mmHgV2＝(738＋80) mm·S－743(mm)·S＝75(mm)·ST2＝(273－3)K＝270 K将数据代入理想气体状态方程p1V1 T1＝p2V2 T2解得p＝762.2 mmHg.答案：762.2 mmHg要点三理想气体变化的图象7.在下图中，不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的图是()解析：根据p -V ，p -T 、V -T 图象的意义可以判断，其中D 项显示的理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．答案：D8．图中A 、B 两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A 的温度为T A ，状态B 的温度为T B ；由图可知( )A. T B ＝2T AB. T B ＝4T AC. T B ＝6T AD. T B ＝8T A 解析：对于A 、B 两个状态应用理想气体状态方程p A V A T A ＝p B V B T B可得：T B T A ＝p B V B p A V A ＝3×42×1＝6，即T B ＝6T A ，C 项正确． 答案：C基础达标1.关于一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p 、V 、T 的变化情况不可能的是( )A ．p 、V 、T 都减小B ．V 减小，p 和T 增大C．p和V增大，T减小D．p增大，V和T减小解析：由理想气体状态方程pVT＝C可知，p和V增大，则pV增大，T应增大．C项不可能．答案：C2．(多选)理想气体的状态方程可以写成pVT＝C，对于常量C，下列说法正确的是()A．对质量相同的任何气体都相同B．对质量相同的同种气体都相同C．对质量不同的不同气体可能相同D．对质量不同的不同气体一定不同解析：理想气体的状态方程的适用条件就是一定质量的理想气体，说明常量C仅与气体的种类和质量有关，实际上也就是只与气体的物质的量有关．对质量相同的同种气体当然常量是相同的，而对质量不同的不同气体，只要物质的量是相同的，那么常量C也是可以相同的．答案：BC3．(多选)对一定质量的理想气体，下列说法正确的是() A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B．温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小C．压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小D．温度升高，压强和体积可能都不变解析：由pVT＝C(常量)可知，V不变、p增大时T增大，故A项正确；T增大时，p与V至少有一个要发生变化，故D错误；把V＝mρ代入pVT＝C得pmρT＝C，由此式可知，T不变时，ρ随p的减小而减小，故B项正确；p不变时，ρ随T的减小而增大，故C 项错误．答案：AB4．(多选)关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是()A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍B ．一定质量的理想气体由状态1变到状态2时，一定满足方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2C ．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍D ．一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半解析：理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2中的温度是热力学温度，不是摄氏温度，A 项错误，B 项正确；由理想气体状态方程及各量的比例关系即可判断C 项正确，D 项错误．答案：BC5．光滑绝热的轻质活塞把密封的圆筒容器分成A 、B 两部分，这两部分充有温度相同的气体，平衡时V A ：V B ＝1：2，现将A 中气体温度加热到127 ℃，B 中气体温度降低到27 ℃，待重新平衡后，这两部分气体体积的比V A ′：V B ′为( )A ．1：1B ．2：3C ．3：4D ．2：1解析：对A 部分气体有：p A V A T A ＝p A ′V ′A T A ′① 对B 部分气体有：p B V B T B ＝p B ′V B ′T B ′② 因为p A ＝p B ，p A ′＝p B ′，T A ＝T B ，所以由①②得V A V B ＝V A ′T B ′V B ′T A ′，所以V A ′V B ′＝V A T A ′V B T B ′＝1×4002×300＝23答案：B6．如图所示，内壁光滑的汽缸和活塞都是绝热的，缸内被封闭的理想气体原来体积为V ，压强为p ，若用力将活塞向右压，使封闭的气体体积变为V 2，缸内被封闭气体的( )A ．压强等于2pB ．压强大于2pC ．压强小于2pD ．分子势能增大了解析：汽缸绝热，压缩气体，其温度必然升高，由理想气体状态方程pV T ＝C (恒量)可知，T 增大，体积变为V 2，则压强大于2p ，故B 项正确，A 、C 两项错，理想气体分子无势能的变化，D 项错．答案：B7.(多选)如图所示，一定质量的理想气体，从图示A 状态开始，经历了B 、C 状态，最后到D 状态，下列判断正确的是( )A ．A →B 温度升高，压强不变B ．B →C 体积不变，压强变大C ．B →C 体积不变，压强不变D ．C →D 体积变小，压强变大解析：由图象可知，在A →B 的过程中，气体温度升高、体积变大，且体积与温度成正比，由pV T ＝C ，气体压强不变，是等压过程，故A 项正确；由图象可知，在B →C 是等容过程，体积不变，而热力学温度降低，由pV T ＝C 可知，压强p 减小，故B 、C 两项错误；由图象可知，在C →D 是等温过程，体积减小，由pV T ＝C可知，压强p 增大，故D 项正确．答案：AD8．一气泡从30 m 深的海底升到海面，设水底温度是4 ℃，水面温度是15 ℃，那么气泡在海面的体积约是水底时的( )A ．3倍B ．4倍C ．5倍D ．12倍解析：根据理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2，知V 2V 1＝p 1T 2p 2T 1，其中T 1＝(273＋4) K ＝277 K ，T 2＝(273＋15) K ＝288 K ，故T 2T 1≈1，而p 2＝p 0≈10ρ水 g ，p 1＝p 0＋p ≈40 ρ水 g ，即p 1p 2≈4，故V 2V 1≈4.故选B 项．答案：B9.(多选)如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在导热汽缸中，用水平外力F 作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①变化到状态②.如果环境保持恒温，分别用p 、V 、T 表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图象表示( )解析：由题意知，由状态①到状态②过程中，温度不变，体积增大，根据pV T ＝C 可知压强将减小．对A 项图象进行分析，p -V图象是双曲线即等温线，且由状态①到状态②体积增大，压强减小，故A 项正确；对B 项图象进行分析，p -V 图象是直线，温度会发生变化，故B 项错误；对C 项图象进行分析，可知温度不变，但体积增大，故C 项错误；对D 项图象进行分析，可知温度不变，压强减小，D 项正确．答案：AD10.如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是( )A ．温度降低，压强增大B ．温度升高，压强不变C ．温度升高，压强减小D ．温度不变，压强减小解析：由题意可知，封闭空气温度与大气温度相同，封闭空气体积随水柱的上升而减小，将封闭空气近似看作理想气体，根据理想气体状态方程pV T ＝常量，若温度降低，体积减小，则压强可能增大、不变或减小，A 项正确；若温度升高，体积减小，则压强一定增大，B 、C 两项错误；若温度不变，体积减小，则压强一定增大，D 项错误．答案：A11．某不封闭的房间容积为20 m 3，在温度为7 ℃、大气压强为9.8×104 Pa 时，室内空气质量为25 kg.当温度升高到27 ℃、大气压强为1.0×105 Pa 时，室内空气的质量是多少？(T ＝273 K ＋t )解析：假设气体质量不变，末态体积为V 2，由理想气体状态方程有：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2， 解得V 2＝p 1V 1T 2p 2T 1＝9.8×104×20×3001.0×105×280＝21.0 m 3. 因为V 2＞V 1，即有部分气体从房间内流出，设剩余气体质量为m 2，由比例关系有：V 1V 2＝m 2m 1，m 2＝m 1V 1V 2＝23.8 kg.答案：23.8 kg12．图甲为1 mol 氢气的状态变化过程的V -T 图象，已知状态A 的参量为p A ＝1 atm ，T A ＝273 K ，V A ＝22.4×10－3 m 3，取1 atm＝105 Pa ，在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p -V 图，写出计算过程并标明A 、B 、C 的位置．解析：据题意，从状态A 变化到状态C 的过程中，由理想气体状态方程可得：p A V A T A ＝p C V C T C ，p C ＝1 atm ，从A 变化到B 的过程中有：p A V A T A＝p B V B T B，p B ＝2 atm. A 、B 、C 的位置如图所示．答案：见解析13．[2019·潍坊高二检测]内燃机汽缸里的混合气体，在吸气冲程结束瞬间，温度为50 ℃，压强为1.0×105 Pa ，体积为0.93 L ．在压缩冲程中，把气体的体积压缩为0.155 L 时，气体的压强增大到1.2×106 Pa.这时混合气体的温度升高到多少摄氏度？解析：气体初状态的状态参量为p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝0.93 L ，T 1＝(50＋273) K ＝323 K.气体末状态的状态参量为p 2＝1.2×106 Pa ，V 2＝0.155 L ，T 2为未知量．由p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2可求得T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1， 将已知量代入上式，得T 2＝1.2×106×0.1551.0×105×0.93×323 K ＝646 K ， 所以混合气体的温度t ＝(646－273) ℃＝373 ℃.答案：373 ℃能力达标14.[2019·长春市质检]如图所示，绝热气缸开口向上放置在水平地面上，一质量m ＝10 kg，横截面积S＝50 cm2的活塞可沿气缸无摩擦滑动；被封闭的理想气体温度t＝27 ℃时，气柱长L＝22.4 cm.已知大气压强为标准大气压p0＝1.0×105Pa，标准状况下(压强为一个标准大气压，温度为0 ℃)理想气体的摩尔体积为22.4 L，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023mol－1，g＝10 m/s2.求：(计算结果保留两位有效数字)(1)被封闭理想气体的压强；(2)被封闭气体内所含分子的数目．解析：(1)被封闭理想气体的压强为p＝p0＋mg Sp＝1.2×105 Pa(2)由p0V0T0＝pVT得标准状况下的体积为V0＝pVT0 p0T被封闭气体内所含分子的数目为N＝N A V0 V m解得N＝3.3×1022个答案：(1)1.2×105 Pa(2)3.3×1022。
《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
高中物理选修3-3-理想气体的状态方程
理想气体的状态方程知识元理想气体的状态方程知识讲解1．理想气体（1）宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．（2）微观上讲：分子本身的大小可以忽略不计，分子可视为质点；理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力；从能量上看，分子间无相互作用力，也就没有分子力做功，故无分子势能。
理想气体的内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体的内能只与温度有关。
2．理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：．（1）气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方程的特例．（2）适用条件：压强不太大，温度不太低（3）式中常量C由气体的各类和质量决定，与其它参量无关例题精讲理想气体的状态方程例1.'如图所示，汽缸开口向上固定在水平面上，其横截面积为S，内壁光滑，A、B为距离汽缸底部h2处的等高限位装置，限位装置上装有压力传感器，可探测活塞对限位装置的压力大小，活塞质量为m，在汽缸内封闭了一段高为h1、温度为T1得到理想气体，对汽缸内气体缓缓降温，已知重力加速度为g，大气压强为p0，变化过程中活塞始终保持水平状态。
求：①当活塞刚好与限位装置接触（无弹力）时，汽缸内气体的温度T2；②当A、B处压力传感器的示数之和为2mg时，汽缸内气体的度T3。
'例2.'如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C．已知状态A的温度为600K．求：（I）气体在状态C的温度；（II）若从状态A变化到状态B的整个过程中，气体是从外界吸收热量为Q，气体对外界做了多少功。
'例3.'热气球是靠加热气球内部空气排出部分气体而获得上升动力的装置。
已知空气在1个大气压，温度27℃时的密度为1.16kg/m3．现外界气体温度是17℃，气球内、外气压始终为1个标准大气压。
现要用容积V0=1000m3的气球（气球自身质量忽略不计）吊起m1=200kg的重物。
物理选修3-3-8.3-理想气体的状态方程
PV PV 1 1 2 2 T1 T2
PV C T
一定质量的理想气体的压强、体积的 乘积与热力学温度的比值是一个常数。
p V p V 1 1 2 2 1. m一定 时，有： ----理想气体 T1 T2 状态方程
2. m、T一定 时，有：p1V1＝ p2V2 。
----玻意耳定律
p1 p2 3. m、V一定 时，有： T1 T2
二.理想气体状态方程
D
A→B：pAVA＝ pBVB
pB TB B→C： pC TC
注意到 VB＝ VC，TA=TB
p V p V C C A A 所以： TA TC
VA TA A→D： VD TD pD TD D→C： pC TC
注意到 VD＝ VC ， pA＝ pD
二.理想气体状态方程
引导学生按以下步骤解答此题：
（1）该题研究对象是什么？
混入水银气压计中的空气 （2）画出该题两个状态的示意图：
----查理定律
V1 V2 4. m、p 一定 时，有： T1 T2
----盖·吕萨克定律
例题 二: 一水银气压计中混进了空气，因而在 27℃，外界大气压为758毫米汞柱时，这个水银 气压计的读数为738毫米汞柱，此时管中水银面 距管顶80毫米，当温度降至-3℃时，这个气压计 的读数为743毫米汞柱，求此时的实际大气压值 为多少毫米汞柱？
结果跟实际气体的状态变化并不符合。
2. 在常温常压下，用气体定律计算的结果跟实
际气体的状态变化符合很好。
3. 设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵循
气体实验定律，我们把这样的气体叫理想气体。 4. 在温度不太低（不低于零下几十摄氏度），压强不 太大（不超过大气压的几倍）时，可把实际气体当作 理想气体来处理，误差很小。
高中物理公式及知识点汇总-热学
高中物理公式及知识点汇总-热学高中物理中，热学是一个重要的领域，涉及到热传导、热膨胀、热力学等内容。
下面我将为大家整理出一些常见的物理公式和知识点。
热力学1. 热力学第一定律（能量守恒定律）:ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。
2. 内能的计算公式：ΔU = nCΔT其中，ΔU表示内能的变化，n表示物质的摩尔数，C表示摩尔定容热容，ΔT表示温度的变化。
3. 理想气体状态方程：PV = nRT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的温度。
4. 热力学第二定律（克劳修斯表述）：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
5. 熵的变化与热量传递的关系：ΔS = Qrev/T其中，ΔS表示熵的变化，Qrev表示可逆过程中的吸收的热量，T表示温度。
热传导1. 热传导的热流量公式：Q/t = kAΔT/L其中，Q/t表示单位时间内传导的热量，k表示热传导系数，A 表示传热面积，ΔT表示温度差，L表示传热长度。
2. 热传导的热阻公式：R = L/ (kA)其中，R表示热阻，L表示传热长度，k表示热传导系数，A 表示传热面积。
3. 热传导的导热方程：∂Q/∂t = -k∇²T其中，∂Q/∂t表示单位时间内通过单位面积的热流量，k为热传导系数，∇²T表示温度在空间中的二阶偏导数。
热膨胀1. 线膨胀的计算公式：ΔL = αL₀ΔT其中，ΔL表示长度的变化，α表示线膨胀系数，L₀表示初始长度，ΔT表示温度的变化。
2. 面膨胀的计算公式：ΔA = 2αA₀ΔT其中，ΔA表示面积的变化，α表示面膨胀系数，A₀表示初始面积，ΔT表示温度的变化。
3. 体膨胀的计算公式：ΔV = βV₀ΔT其中，ΔV表示体积的变化，β表示体膨胀系数，V₀表示初始体积，ΔT表示温度的变化。
热辐射1. 斯特藩—玻尔兹曼定律：P = εσA(T² - T₀²)其中，P表示单位时间内通过单位面积的辐射功率，ε表示发射率，σ为斯特藩—玻尔兹曼常数，A表示面积，T为温度，T₀为参考温度。
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
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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
高中物理分子热运动教案理想气体状态方程
高中物理分子热运动教案理想气体状态方程理想气体状态方程在我们的日常生活中，我们经常会遇到气体。
无论是自己的呼吸，还是开车时排放的废气，都是我们身体周围气体的充分体现。
在物理学中，研究气体的运动和行为是非常重要的一部分，其中理想气体状态方程也是物理学家们必须掌握的知识点之一。
在这份教案中，我们将深入探讨理想气体状态方程及其应用。
1、理想气体状态方程的概念理想气体是一种极为理想化的气体状态，其分子之间无相互作用，体积可以忽略不计，电荷为零。
这种气体状态下，分子之间只有碰撞运动，没有相互之间的相互作用力，因此可以理解为分子间相互独立，运动自由。
由于理想气体状态下分子间没有相互作用，因此其体积可以忽略不计。
同时其分子之间的作用力也非常小，因此我们可以通过一些简单的假设得出理想气体状态方程，用于描述气体的宏观行为。
理想气体状态方程表示为：PV = nRT，其中P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的摩尔数，R为气体常量（8.31J/mol·K），T为气体的绝对温度。
2、理想气体状态方程的推导理想气体状态方程的推导可以从分子热运动的角度出发。
分子热运动是描述分子运动行为的物理学概念，通过这个概念我们可以推导出理想气体状态方程。
我们可以知道气体分子的平均动能与温度成正比，即：EK = 3/2 kT其中EK为气体分子的平均动能，k为波尔兹曼常数（1.38 × 10^-23 J/K）。
然后可以推导出气体分子的动能与速度的平方成正比，即：EK ∝ v^2因此可以得出气体分子的速率v与温度T之间的关系：v = √(3kT/m)其中m为气体分子的质量。
接着，我们可以通过推导气体分子的压强和体积的关系来得出理想气体状态方程。
根据牛顿第二定律和动能公式可以得到：F = m * a = 2 * (EK/V) * V = 2/3 * EK/V * V其中F为气体分子的撞击力，m为气体分子的质量，a为气体分子的加速度。
理想气体状态方程
理想气体状态方程理想气体状态方程，又称理想气体定律、普适气体定律，是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。
它建立在玻意耳-马略特定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上。
其方程为pV = nRT。
这个方程有4个变量：p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数。
可以看出，此方程的变量很多。
因此此方程以其变量多、适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用。
值得注意的是，把理想气体方程和克拉伯龙方程等效是不正确的。
一般克拉伯龙方程是指描述相平衡的方程dp/dT=L/(TΔv)。
尽管理想气体定律是由克拉伯龙发现，但是国际上不把理想气体状态方程叫克拉伯龙方程。
1公式简介理想气体状态方程，描述理想气体状态变化规律的方程。
由克拉伯龙于将玻意耳定律和盖-吕萨克定律合并起来。
特此澄清一点，部分国内教材将理想气体状态方程和克拉伯龙方程画等号，这是不正确的。
尽管理想气体状态方程是由克拉伯龙提出的，但是克拉伯龙方程所描述的是相平衡的物理量。
国际惯例，将理想气体状态方程称为State Equation of Ideal Gas 或者 Ideal Gas law, 而克拉伯龙方程 Clapeyron Equation的同义词是 Clausius-Clapeyron Relation 或者 Clapeyron Equation.大量百度知道和之前的百度百科混淆了这一点。
其状态参量压强p、体积V和绝对温度T之间的函数关系式中M和n分别是理想气体的摩尔质量和物质的量；R是气体常量。
p为理想气体压强，单位Pa。
V为气体体积，单位m3。
n为气体的物质的量，单位mol，T为体系温度，单位K。
对于混合理想气体，其压强p是各组成部分的分压强p1、p2、……之和，故：p（p1+ p2+……）V=(n1+n2+……)RT，式中n1、n2、……是各组成部分的物质的量。
人教版高中物理选修3第三章《气体状态方程 热力学定律》讲义及练习
气体状态方程 热力学定律理想气体的状态方程：（1）理想气体：能够严格遵守气体实验定律的气体，称为理想气体。
理想气体是一种理想化模型。
实际中的气体在压强不太大，温度不太低的情况下，均可视为理想气体。
（2）理想气体的状态方程：C TPVT V P T V P ==或222111 一定质量的理想气体的状态发生变化时，它的压强和体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
即此值为—恒量。
热力学第一定律:（1）表达式为:ΔE=W+Q1.改变内能的两种方式：做功和热传递都可以改变物体的内能。
2.做功和热传递的本质区别：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
但二者本质上有差别。
做功是把其他形式的能转化为内能。
而热传递是把内能从一个物体转移到另一个物体上。
3.功、热量、内能改变量的关系——热力学第一定律。
①内容：在系统状态变化过程中，它的内能的改变量等于这个过程中所做功和所传递热量的总和。
②实质：是能量转化和守恒定律在热学中的体现。
③表达式：∆E W Q=+ ④为了区别不同情况，对∆E 、W 、Q 做如下符号规定： ∆E > 0 表示内能增加∆E < 0 表示内能减少Q > 0 表示系统吸热 Q < 0 表示系统放热 W > 0 表示外界对系统做功W < 0 表示系统对外界做功能的转化和守恒定律：1.物质有许多不同的运动形式，每一种运动形式都有一种对应的能。
2.各种形式的能都可以互相转化，转化过程中遵守能的转化和守恒定律。
3.能的转化和守恒定律：能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。
应注意的问题：1.温度与热量：①温度：温度是表示物体冷热程度的物理量。
从分子动理论观点看，温度是物体分子平均动能的标志。
温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义，对个别分子来说，温度是没有意义的。
温度高低标志着物体内部的分子热运动的剧烈程度。
2025届高考物理一轮复习课件：理想气体状态方程
答案：(1)12.9 cm (2)363 K 解析 (1)设密封气体初始体积为V1，压强为p1，密封气体先经等温压缩过程体积 变为V2，压强变为p2，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2①
S
HS
T1
T2
单活塞气缸与多活塞气缸问题
例4
【详解】（1）初始时，对封闭气体，压强为 p1 p0 ，体积为 V1 SH
竖直放置时，压强为
p2
p0
mg S
2.5 p0，体积为 V2 Sh由玻意耳定律，有 p0SH 2.5p0Sh ，解得 h 0.4H
（2）假设活塞刚好到达气缸口时，气体温度为 T
例2．(2019·全国卷Ⅱ)如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，
容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔 成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0， 氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中 氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求： (1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积。
解析 (1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得p10·2S＋p·S＝p·2S＋p0·S① 得p10＝(p0＋p)② (2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2。根据力
的平衡条件有p2·S＝p1·2S③ 由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0④ p2V2＝p0V0⑤ 由于两活塞用刚性杆连接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p1＝p0/2+p/4
高中物理【强基培训】理想气体状态方程
例20：一个圆筒内盛有水，上方有一活塞，活塞与水面 间有高H=10cm的一段空气柱，活塞上面的大气压 P0=75cmHg．一只管口朝下的小试管竖直插入水中，管 底恰好和液面相平，管内有一段长h=3cm的空气柱．当 把活塞慢慢提高5cm后，小试管露出水面多高？不计小 试管体积对上部空气体积的影响和活塞重力．
6.54cm
例6：在截面积S=1cm2，两端封闭粗细均匀的玻璃管 中央，有一段水银柱，A、B两部分空气柱长 l1=l1′=40cm．左端为7℃，右端为17℃时，求： (1)左边也上升到17℃时，水银柱会A 向何处移动？移 动多少？
(2)左、右两边都升高10℃时，水银柱是否移动？为
什么？
A
B
例7：透热汽缸A被活塞封闭一定质量气体，其体积 VA=4.8L，活塞另一边与大气相通．汽缸与透热容器B相 连，体积VB=2.4L，置于恒温箱中，汽缸A与容器B相连 的细管（体积不计且绝热）中间有阀门K将两部分分 开．已知，环境温度为27℃，恒温箱的温度为127℃．今 将阀门K打开，汽缸中最后气体的体积多大？
来的2/3．求此时：
（1）A部分气体的压强PA．
A
（2）B部分气体的温度TB．
PA=1.5×105Pa TB=500K
B
例5：护士为病人输液时，必须排尽输液管中的空气， 否则空气泡进入血管后会随着血液向前流动， 而当流到 口径较细的血管时，会出现“栓塞”阻碍血液的流动， 造成严重的医疗事故。某病人的体温为37℃，舒张压为 80mmHg，收缩压为120mmHg，假设一护士在为病人输 液时，一时疏忽将一个大气压，体积为0.01cm3，温度为 27℃的空气泡打入静脉血管，当空气泡随血液流到横截 面积为1mm2的血管时，产生“栓塞”的最小长度为多 少？
高中物理奥赛之热学—1.3理想气体状态方程
§1-3 理想气体状态方程1．3．1、理想气体状态方程反映气体在平衡态下状态参量之间规律性联系的关系式称为气态方程。
我们知道，理想气体状态方程可在气体实验定律的基础上得到，一定质量的理想气体的两平衡参量之间的关系式为222111T V P T V P = （5）在标准状态Iatm P =0(，)15.2730K T =，1mol 任何气体的体积30104.22-⨯=v m 3mol -1。
因此v mol 气体在标准状态下的体积为00υv V =，由(5)式可以得出：vR T v P v T V P T PV ===00000由此得到理想气体状态方程或称克拉珀龙方程：RT M m vRT PV ==式中R 称为摩尔气体恒量，它表示1mol 气体在标准状况的T PV的值，其值为K mol caIK mol L atm K mol J T V P R .2..102.8.31.82000=⨯===-推论：1、1mol 的任何物质含有的粒子数1231002.6-⨯=moI N A ，这称为阿伏伽德罗常数。
设质量为m 、摩尔质量为M 的气体，其分子数为N ，则此气体的摩尔数为A N N M m v //== (6)同时引用玻耳兹曼常数123.1038.1/--⨯==K J N R k Ak 的物理意义：1个分子在标况下的T PV。
将(6)式代入(5)式，可以得到NkT PV = (7)或者nkT P = (8)2、气体密度：由(5)式可以得到RT PM V m ==ρ (9)例如空气的平均摩尔质量13.109.28--⨯=moI kg M ，在标准状态下空气密度为L kg /1029.1273102.8109.281323---⨯=⨯⨯⨯⨯=ρ由(5)式可知，对于理想气体，可应用气态方程的另一形式，为111222T P T P ρ=ρ (10)3、气体的分合关系：无论是同种还是异种理想气体，将质量为m ，状态为PVT 的理想气体被分成若干部分(i i i i T V P m )时，则有i i i i T V P T PV∑= (11)1．3．2、混合理想气体状态方程1、道尔顿分压定律指出：混合气体的压强等于各组分的分压强之和。
最新人教版高中物理选修3-3第八章《理想气体的状态方程》教材梳理
庖丁巧解牛知识·巧学一、理想气体1.严格遵守气体实验定律的气体叫做理想气体.2.微观模型：①与分子间的距离相比，分子本身的大小可以忽略不计；②除碰撞的瞬间外，分子之间没有相互作用；③具有分子动能而无分子势能，内能由温度和气体物质的量决定，只是温度的函数，内能的变化与温度的变化成正比.3.理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上是不存在的，实际气体，特别是那些不易液化的气体，在压强不太大（和大气压强比较）、温度不太低（和室温比较）的条件下，都可视为理想气体，例如氢气、氧气、氮气、空气等在常温、常压的条件下，都可看作理想气体.深化升华 （1）宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体.（2）微观上讲，理想气体应有如下性质：分子间除碰撞外无其他作用力；分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间.显然这样的气体是不存在的，只是实际气体在一定程度上近似.（3）从能量上看，理想气体的微观本质是忽略了分子力，所以其状态无论怎么变化都没有分子力做功，即没有分子势能的变化，于是理想气体的内能只有分子动能，即一定质量的理想气体的内能完全由温度决定.联想发散 理想气体实际上是不存在的，它只是为了研究问题的方便，突出事物的主要因素，忽略次要因素而引入的一种理想化模型，就像力学中引入质点、静电学中的点电荷模型一样，这些理想化模型的引入使我们对物体运动规律的研究大大简化.二、理想气体的状态方程1.状态方程的推导方法一：（1）条件：一定质量的理想气体（2）推导过程：设想气体状态变化过程，即气体由状态Ⅰ先经等温变化使气体体积由V 1变到V 2，然后再经过等容变化到状态Ⅱ，如图8-3-1所示.图8-3-1等温变化过程：p 1V 2=p c V 2p c =211V V p 等容变化过程：1T p C =22T p p C =212T T p 得111T V p =222T V p ，这就是理想的气体状态方程，即T pV =恒量. 方法二：推导推导过程：p A 、V A 、T A 、p C 、V C 、T C 的关系首先画出p-V 图象，如图8-3-2所示.图8-3-2由图8-3-2可知，A→B 为等温过程，根据玻意耳定律可得p A V A =p B V B ①从B→C 为等容过程，根据查理定律可得：B B T p =CC T p ② 又T B =T A ，V B =V C联立①②可得1A A A T V p =C C C T V p 上式表明，一定质量的某种理想气体在从一个状态1变化到另一个状态2时，尽管其p 、V 、T 都可能变化，但是压强跟体积与热力温度的比值保持不变，也就是说111T V p =222T V p 或T pV =C （C 为恒量）. 学法一得 选定状态变化法设一定质量的气体由状态1（p 1、V 1、T 1）变化到状态2（p 2、V 2、T 2），我们给它选定一个中间过渡状态C ，遵守玻意耳定律，从状态C 至2遵守查理定律，所以p 1V 1=p C V 2，1T p C =22T p ，从两式消去p C 得111T V p =222T V p . 深化升华 中间状态的选定应使这一状态前后的状态变化各自遵守某一实验定律，并注意一定质量气体状态变化时，只有一个状态量变化是不可能的.2.理想气体状态方程（1）内容：一定质量的某种理想气体，从一个状态变化到另一个状态，压强和体积的乘积与热力学温度的比值保持不变.它是一定质量的某种理想气体处于某一状态时，三个状态参量必须满足的关系，即为理想气体的状态方程.（2）表达式一定质量的理想气体的状态方程为T pV =C （恒量）或111T V p =222T V p ① 深化升华 （1）把①式两边分别除以被研究气体的质量m ，可以得到方程111T p ρ=222T p ρ②即某种气体的压强除以这种气体的密度与绝对温度的乘积所得的商是一个常量.②式适用于密度变化的问题，如漏去气体或补充气体的情况，但等式两边所讨论的气体属于同种气体.（2）若理想气体在状态变化过程中，质量为m 的气体分成两个不同状态的部分m 1、m 2，或者由同种气体的若干个不同状态的部分m 1、m 2、…,m n 混合而成，有T pV =111T V p +222T V p +…+nn n T V p ③ ③式表示在总质量不变的前提下，同种气体进行分、合变态过程中各参量之间的关系，很多问题 可用这个来处理，显得较为简便.典题·热题知识点一 理想气体例1 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解析:理想气体是在任何温度，任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A 选项正确.理想气体是实际气体在温度不太低，压强不太大情况下的抽象，故C 正确.答案：AC巧妙变式 能遵守气体实验定律的气体就是理想气体吗？不是.知识点二 理想气体的状态方程例2 一个半径为0.1 cm 的气泡，从18 m 深的湖底上升，如果湖底水的温度是8 ℃，湖面的温度是24 ℃，湖面的大气压强是76 cmHg ，那么气泡升至湖面时体积是多少？解析: 气泡从湖底上升过程中气泡的温度随上升而升高，可认为是水的温度.另外，气泡的压强和体积也发生变化.先确定初、末状态，再应用理想气体状态方程进行计算.此题的关键是确定气泡内气体的压强.由题意可知V 1=34πr 3=4.19×10-3 cm 3 p 1=p 0+汞水水p h p =76+6.1310182⨯ cmHg=208 cmHg T 1=273+8 K=281 Kp 2=76 cmHgT 2=273+24 K=297 K根据理想气体的状态方程111T V p =222V V p 得 V 2=12211T p T V p =28176297104.19208-3⨯⨯⨯⨯ cm 3=0.012 cm 3. 方法归纳 ①应用理想气体状态方程解题，关键是确定气体初、末状态的参量；②注意单位的换算关系；③用公式111T V p =222T V p 解题时，要求公式两边p 、V 、T 的单位分别一致即可，不一定采用国际单位.例3 用销钉固定的活塞把水平放置的容器分隔成A 、B 两部分，其体积之比为V A ∶V B =2∶1，如图8-3-3所示.起初A 中有温度为27 ℃、压强为1.8×105Pa 的空气，B 中有温度为127 ℃、压强为2×105 Pa 的空气.现拔出销钉，使活塞可以无摩擦地移动（无漏气），由于容器壁缓慢导热，最后气体都变到室温27 ℃,活塞也停止移动，求最后A 中气体的压强.图8-3-3解析:分别对A 、B 两部分气体列气态方程，再由A 、B 体积关系及变化前后体积之和不变、压强相等列方程，联立求解.（1）以A 中气体为研究对象：初态下：p A =1.8×105 Pa ，V A ，T A =300 K.末态下：p A ′=? V A ′=? T A ′=300 K.根据理想气体状态方程：p A V A =p A ′V A ′.(2)以B 中气体为研究对象：初态下：p B =2×105 Pa ，V B ，T B =400 K.末态下：p B ′=? V B ′=？ T B ′=300 K.根据理想气体状态方程：B B B T V p ='''BB B T V p . （3）相关条件：V A ∶V B =2∶1，V A ′+V B ′=V A +V B ，p A ′=P B ′联立可解得：p A ′=1.7×105 Pa.方法归纳 本题涉及的两部分气体，虽然它们之间没有气体交换，但它们的压强或体积之间存在着联系，在解题时首先要用隔离法对各部分气体分别列式，再找出它们的压强和体积间的相关条件联立求解.知识点三 关于理想气体和力学知识的综合问题例4 如图8-3-4所示，一根一端封闭、一端开口向上的均匀玻璃管，长l=96 cm ，用一段长h=20 cm 的水银柱封住长h 1=60 cm 的空气柱，温度为27 ℃，大气压强p 0=76 cmHg ，问温度至少要升高到多少度，水银柱才能全部从管中溢出？图8-3-4解析:实际上，整个过程可分为两个阶段.第一阶段，水银柱尚未溢出阶段，加热气体，气体作等压变化，体积增大，温度升高；第二阶段，水银溢出，气体体积增大，但压强却减小，由TpV =C 可知，当p 、V 乘积最大时，温度应为最高. 由于第二个过程中，体积增大，压强减小，则可能出现温度的极值.以封闭气体为研究对象则初始状态下p 1=p 0+h=96 cmHgV 1=h 1S=60S T 1=300 K设管中剩余水银柱长为x cm 时，温度为T 2p 2=(p 0+x) cmHg=(76+x) cmHgV 2=(96-x)S根据理想气体状态方程111T V p =222T V p 有3006096⨯=2x)-x)(96(76T + 显然，要使T 2最大，则（76+x ）（96-x ）应最大，即x=10 cm 时，T 2有极大值是385.2 K. 温度至少要升至385.2 K ，水银柱才能全部排出.误区警示 当温度升高到T 2时管内水银柱全部排出,则1110)(T h h p +=20T l p T 2=100)(h h p L p +T=6020)(769676⨯+⨯×300 K=380 K 错误地认为温度升高后，水银逐步被排出管外，水银全部被排出时，对应温度最高，起初一看，似乎是合理的，但如果将末状态的压强和体积数值交换，即p 2=96 cmHg,h 2=76 cm ，这时温度仍为380 K ，但水银柱与气体的总和度却是（96-76+76） cm=96 cm ，恰好与管等长，也就是水银柱尚未溢出玻璃管.例5 如图8-3-5所示，粗细均匀的U 形玻璃管如图放置，管的竖直部分长为20 cm ，一端封闭，水平部分长40 cm ，水平段管内长为20 cm 的水银柱封住长35 cm 的气柱.已知所封闭的气体温度为7 ℃，大气压强为75 cmHg ，当管内温度升到351 ℃时管内空气柱的总长度是多少？（弯管部分体积忽略不计）图8-3-5解析:温度升高时，气体体积增加，水银柱可能进入直管也可能溢出，所以要首先分析各临界状态的条件，然后针对具体情况计算.设水银柱刚好与竖直管口平齐而正好不溢出，此时气柱高度为60 cm ，设温度为T 2. 以封闭气体为研究对象：初状态：p 1=p 0=75 cmHg,l 1=35 cm,T 1=280 K末状态：p 2′=95 cmHg,l 2=60 cm,T 2=?根据理想气体状态方程：111T S l p =222T S l p 所以T 2=1122l p l p T 1=35756095⨯⨯×280 K=608 K 即t 2=(608-273) ℃=335 ℃<351 ℃，所以水银柱会溢出.设溢出后，竖直管内仍剩余水银柱长为h cm ，则初状态：p 1=75 cmHg,l 1=35 cm,T 1=280 K末状态：p′2=(75+h) cmHg,l′2=(80-h) cm,T′2=(351+273) K=624 K根据理想气体状态方程得：111T S l p =222T S l p 即28035S 75⨯=624h)S h)(80(75++ h=15 cm故管内空气柱的长度为l 2′=(80-15) cm=65cm.方法归纳 理想气体状态方程的应用要点：（1）选对象：根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定.（2）找参量：找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p 、V 、T 数值或表达式，压强的确定往往是个关键，常需结合力学知识（如力的平衡条件或牛顿运动定律）才能写出表达式.（3）认过程：过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析中才能确定，认清变化过程是正确选用物理规律的前提.（4）列方程：根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律，代入具体数值，T 必须用热力学温度，p 、V 的单位统一，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义.问题 ·探究交流讨论探究问题 为什么实际气体不能严格遵守气体实验定律？探究过程：郝明：分子本身占有一定的体积分子半径的数量级为10-10 m ，把它看成小球，每个分子的固有体积约为4×10-30 m 3，在标准状态下，1 m 3气体中的分子数n 0约为3×1025，分子本身总的体积为n 0V 约为1.2×10-4 m 3，跟气体的体积比较，约为它的万分之一，可以忽略不计.当压强较小时，由于分子本身的体积可以忽略不计，因此实际气体的性质近似于理想气体，能遵守玻意耳定律，当压强很大时，例如p=1 000×105 Pa ，假定玻意耳定律仍能适用，气体的体积将缩小为原来的千分之一，分子本身的总体积约占气体体积的1/10.在这种情况下，分子本身的体积就不能忽略不计了.由于气体能压缩的体积只是分子和分子之间的空隙，分子本身的体积是不能压缩的，就是说气体的可以压缩的体积比它的实际体积小.由于这个原因，实际气体当压强很大时，实测的p-V 值比由玻意耳定律计算出来的理论值偏大. 胡雷：分子间有相互作用力实际气体的分子间都有相互作用，除了分子相距很近表现为斥力外，相距稍远时则表现为引力，距离再大，超过几十纳米（纳米的符号是nm ，1 nm=10-9 m ）时，则相互作用力趋于零.当压强较小时，气体分子间距离较大，分子间相互作用力可以不计，因此实际气体的性质近似于理想气体.但当压强很大时，分子间的距离变小，分子间的相互吸引力增大.于是，靠近器壁的气体分子受到指向气体内部的引力，使分子对器壁的压力减小，因而气体对器壁的压强比不存在分子引力时的压强要小，因此，当压强很大时，实际气体的实测p-V 值比由玻意耳定律计算出来的理论值偏小.探究结论：实际气体在压强很大时不能遵守玻意耳定律的原因，从分子运动论的观点来分析，有下述两个方面.（1）分子本身占有一定的体积；（2）分子间有相互作用力.上述两个原因中，一个是使气体的p-V 实验值偏大，一个是使气体的p-V 实验值偏小.在这两个原因中，哪一个原因占优势，就向哪一方面发生偏离.这就是实际气体在压强很大时不能严格遵守玻意耳定律的原因.同样，盖·吕萨克定律和查理定律用于实际气体也有偏差.思想方法探究问题 理想气体状态方程的推导可以有哪些种情况？探究过程：一定质量理想气体初态（p 1、V 1、T 1）变化到末态（p 2、V 2、T 2），因气体遵从三个实验定律，我们可以从三个定律中任意选取其中两个，通过一个中间状态，建立两个方程，解方程消去中间状态参量便可得到气态方程，组成方式有6种，如图8-3-6所示.图8-3-6我们选（1）先等温、后等压来证明从初态→中间态，由玻意耳定律得p 1V 1=p 2V′①从中间态→末态，由盖·吕萨克定律得2'V V =21T T ② 由①②得 111T V p =222T V p 其余5组大家可试证明一下.探究结论：先等温后等压；先等压后等温；先等容后等温；先等温后等容；先等压后等容；先等容后等压.。
高中物理热学部分--_理想气体状态方程
高中物理热学部分-- 理想气体状态方程一、单选题1.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是A ．p 1 =p 2，V 1=2V 2，T 1=21T 2 B ．p 1 =p 2，V 1=21V 2，T 1= 2T 2C ．p 1 =2p 2，V 1=2V 2，T 1= 2T 2D ．p 1 =2p 2，V 1=V 2，T 1= 2T 22．已知理想气体的内能与温度成正比。
如图所示的实线为汽缸内一定 质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变3.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能） A.体积减小，温度降低 B.体积减小，温度不变 C.体积增大，温度降低 D.体积增大，温度不变4.下列说法正确的是A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大5．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A ．温度和体积 B ．体积和压强 C ．温度和压强 D ．压强和温度6.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。
气体开始处于状态a ，然后经过过程ab 到达状态b 或进过过程ac 到状态c ，b 、c 状态温度相同，如V-T 图所示。
设气体在状态b 和状态c 的压强分别为Pb 、和PC ,在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Qab 和Qac ，则A. Pb >Pc ，Qab>QacB. Pb >Pc ，Qab<QacC. Pb <Pc ，Qab>QacD. Pb <Pc ，Qab<Qac7.下列说法中正确的是A.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B.气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大C.压缩一定量的气体，气体的内能一定增加D.分子a 从远处趋近固定不动的分子b ，当a 到达受b 的作用力为零处时，a 的动能一定最大8．对一定量的气体，若用N 表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则A 当体积减小时，V必定增加B 当温度升高时，N必定增加C 当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D 当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变二、双选题9.一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。
高中物理教案：热学——理想气体状态方程
高中物理教案：热学——理想气体状态方程一、引言热学是物理学中的一个重要分支，研究的是热力现象与能量转化规律。
其中，理想气体状态方程作为热学中的基本概念之一，对于深入理解气体的性质和行为具有重要意义。
本教案将以高中物理课程的角度，详细介绍理想气体状态方程的概念、推导过程以及应用。
二、理想气体状态方程的概念1. 理论基础由于真实气体在高压或低温条件下不再符合夏尔斯定律、玻意耳定律和达朗贝尔定律，因此科学家通过实验得出了一个近似描述真实气体行为的状态方程——理想气体状态方程。
2. 定义与表达式理想气体状态方程可以用以下公式表示：PV = nRT其中，P代表压强（单位：帕斯卡 Pa），V代表体积（单位：立方米 m³），n代表物质的摩尔数（单位：摩尔 mol），R代表理想气体常数（单位：焦耳·摩尔-1·开尔文-1 J·mol-1·K-1），T代表气体的绝对温度（单位：开尔文 K）。
三、理想气体状态方程的推导过程1. 玻意耳定律推导根据玻意耳定律，当温度不变时，气体的压强与体积成反比，可以表示为P₁V₁ = P₂V₂。
将其扩展到任意温度下得出PV=常数，即玻意耳定律。
2. 道尔顿分压定律推导道尔顿分压定律指出，多种气体混合时，各个组分所产生的压力与其分子数密切相关。
通过考虑混合气体中单个组分的贡献，可以得到每一种气体遵守自己的状态方程。
因此，总压力为各个组分压力之和。
3. 普适性理论——理想气体状态方程将玻意耳定律和道尔顿分压定律结合起来，并将实验结果纳入考虑范围内，在适当的条件下得出了理想气体状态方程PV = nRT。
四、理想气体状态方程的应用1. 气体摩尔质量计算由于理想气体状态方程中包含了物质的摩尔数作为一个参数，因此可以通过该方程来计算气体的摩尔质量。
具体方法是测量气体的体积和压强，并通过比较实验结果和理想气体状态方程解得摩尔质量。
2. 气体温度与分子平均动能关系理想气体状态方程中的绝对温度T与气体的平均分子运动能量有一定关系。
高中物理最新课件-理想气体的状态方程 精品
•课堂讲 义
• 【例1】 一水银气压计中混进了空气，因而 在27 ℃，外界大气压为758 mmHg时，这个 水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中 水银面距管顶80 mm，当温度降至－3 ℃时， 这个气压计的读数为743 mmHg，求此时的 实际大气压值为多少mmHg? • 答案 762.2 mmHg
•课堂讲 义 • 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 图线 pV 特 点 举 例 pV＝CT(其中 C 为恒量)，即 pV 之乘积越大的等温线温度越高， 线离原点越远 1 pV 1 p＝CTV，斜率 k＝CT，即斜率 越大，温度越高
•课堂讲 义
类别 图线 pT 特 点 举 例 C C p＝VT，斜率 k＝V，即斜率越 大，体积越小 VT C C V＝ p T，斜率 k＝ p ，即斜率越 大，压强越小
高中物理·选修3-3·人教版
第八章
气体
8.3 理想气体的状态方程
•[目标定位] 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.
• 预习导 学
• 一、理想气体 实验定律 • 1．定义：在任何温度任何压强下都严格遵从 三个__________的气体． 不太大 不太低 • 2．实际气体在压强__________(相对大气 压)，温度__________ (相对室温)时可当成 理想化 理想气体处理． 科学抽象 • 3．理想气体是一种__________的模型，是 对实际气体的__________．
•预习导 学 • 二、理想气体的状态方程
质量 __________的某种理想气体， • 1．内容：一定 在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态 压强 p) V、T都可能改变， (p2、V2、T2)时，尽管 p(、 温度 (T) 但是 __________ 跟体积(V)的乘积与热力学 __________的比值保持不变．
高中物理教案：热学——理想气体状态方程
高中物理教案：热学——理想气体状态方程一、介绍理想气体状态方程的概念和意义热学是物理学中的一个重要分支，研究热量和能量传递的规律。
在高中物理课程中，热学也是一个重要的内容。
本教案的主题是理想气体状态方程，旨在帮助学生深入理解气体的特性及其状态方程的推导和应用。
通过本教案的学习，学生将能够掌握理想气体状态方程的概念、意义以及在解决实际问题中的应用。
二、理想气体状态方程的定义和表达式1. 理想气体的定义理想气体是指在一定温度和压力下，分子之间相互无吸引力，且分子间体积可以忽略的气体。
理想气体的状态由其压力、体积和温度决定。
2. 理想气体状态方程的表达式理想气体状态方程的表达式可以用以下公式表示：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质量（以摩尔为单位），R表示气体常数（R的值与气体的性质有关），T表示气体的温度（以开尔文为单位）。
三、理想气体状态方程的推导过程1. 理想气体的压强和分子速度的关系根据气体的动理论，气体的压强与气体分子的速度有关。
当气体分子的速度增加时，气体的压强也会增加；当气体分子的速度减小时，气体的压强也会减小。
2. 理想气体的压强和分子碰撞的关系气体分子碰撞产生压力，根据动量守恒定律和碰撞理论，气体的压强与分子碰撞的频率和分子碰撞的力量有关。
当分子碰撞频率增加或者碰撞力增大时，气体的压强也会增加；当分子碰撞频率减小或者碰撞力减小时，气体的压强也会减小。
3. 理想气体状态方程的推导过程根据理想气体的压强和分子速度、分子碰撞的关系，以及理想气体的状态方程表达式PV = nRT，可以推导出理想气体状态方程的表达式。
四、理想气体状态方程在实际问题中的应用1. 理想气体的体积和温度的关系根据理想气体状态方程PV = nRT，当压力和物质量不变时，可以推导出理想气体的体积与温度的关系为V1/T1 = V2/T2。
这个关系可以用于解决气体的等温、等容和等压变化问题。
理想气体的状态方程-人教版高中物理选修3-3课件
一般状态变化图像的处理方法 基本方法，化“一般”为“特殊”， 如图是一定质量的某种气体的状态变 化过程 A→B→C→A。
在 V-T 图线上，等压线是一簇延长 线过原点的直线，过 A、B、C 三点作三条等压线分别表示 三个等压过程 pA′<pB′<pC′，即 pA<pB<pC，所以 A→B 压 强增大，温度降低，体积缩小，B→C 温度升高，体积减小， 压强增大，C→A 温度降低，体积增大，压强减小。
提示：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，结论与中间过程无关。
理想气体状态方程的应用
[典例] 如图所示，有两个不计质量和厚度的活 塞 M、N，将两部分理想气体 A、B 封闭在绝热汽缸 内，温度均是 27 ℃。M 活塞是导热的，N 活塞是绝 热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面 积均为 S＝2 cm2，初始时 M 活塞相对于底部的高度 为 h1＝27 cm，N 活塞相对于底部的高度为 h2＝18 cm。 现将一质量为 m＝1 kg 的小物体放在 M 活塞的上表面上，活塞下降。 已知大气压强为 p0＝1.0×105 Pa。(取 g＝10 m/s2)
(3)认过程：过程表示两个状态之间的一种变化方式，除 题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究 对象跟周围环境的相互关系的分析才能确定，认清变化过程是 正确选用物理规律的前提。
(4)列方程：根据研究对象状态变化的具体方式，选用气 态方程或某一实验定律，代入具体数值，T 必须用热力学温度， p、V 的单位需统一，但没有必要统一到国际单位，两边一致 即可，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。
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高中物理热学部分-- 理想气体状态方程一、单选题1.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是A ．p 1 =p 2，V 1=2V 2，T 1= 21T 2 B ．p 1 =p 2，V 1=21V 2，T 1= 2T 2C ．p 1 =2p 2，V 1=2V 2，T 1= 2T 2D ．p 1 =2p 2，V 1=V 2，T 1= 2T 22．已知理想气体的内能与温度成正比。
如图所示的实线为汽缸内一定 质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变3.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能） A.体积减小，温度降低 B.体积减小，温度不变 C.体积增大，温度降低 D.体积增大，温度不变4.下列说法正确的是A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大5．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A ．温度和体积 B ．体积和压强 C ．温度和压强 D ．压强和温度6.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。
气体开始处于状态a ，然后经过过程ab 到达状态b 或进过过程ac 到状态c ，b 、c 状态温度相同，如V-T 图所示。
设气体在状态b 和状态c 的压强分别为Pb 、和PC ,在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Qab 和Qac ，则A. Pb >Pc ，Qab>QacB. Pb >Pc ，Qab<QacC. Pb <Pc ，Qab>QacD. Pb <Pc ，Qab<Qac7.下列说法中正确的是A.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B.气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大C.压缩一定量的气体，气体的内能一定增加D.分子a 从远处趋近固定不动的分子b ，当a 到达受b 的作用力为零处时，a 的动能一定最大8．对一定量的气体，若用N 表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则A 当体积减小时，V必定增加B 当温度升高时，N必定增加C 当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D 当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变二、双选题9.一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。
（1）关于气球内气体的压强，下列说法正确的是A.大于大气压强B.是由于气体重力而产生的C.是由于气体分子之间的斥力而产生的D.是由于大量气体分子的碰撞而产生的（2）在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变。
下列说法正确的是A.球内气体体积变大B.球内气体体积变小C.球内气体内能变大D.球内气体内能不变10.对一定量的气体，下列说法正确的是A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少11.氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气A.分子总数减少，分子总动能不变B.密度降低，分子平均动能不变C.吸收热量，膨胀做功D.压强降低，不对外做功12.对一定质量的气体，下列说法中正确的是A.温度升高，压强一定增大B.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大C.压强增大，体积一定减小D.吸收热量，可能使分子热运动加剧、气体体积增大填空题13.若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是（填“A”、“B”或“C”），该过程中气体的内能（增“增加”、“减少”或“不变”）.14.一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A B过程为等压变化，B C过程为等容变化。
已知V A=0.3m3，T A=T C=300K、T B=400K。
（1）求气体在状态B时的体积。
（2）说明B C过程压强变化的微观原因（3）设A B过程气体吸收热量为Q1，B C过气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。
理想气体1. D2B3C 4答案：A解析：本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A 正确,B 错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C 错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D 错。
5答案：A 6C解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。
因此答案A 正确。
7答案：D 8答案：C 9答案：（1）AD ；(2)BD ； 10BC 11BC12答案:BD 13C, 增加14.解析：设气体在B 状态时的体积为V B ，由盖--吕萨克定律得，,代入数据得。
(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。
(3)大于；因为TA=TB ，故AB 增加的内能与BC 减小的内能相同，而AB 过程气体对外做正功，B C 过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于考点：压强的围观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律例1两瓶气体，压强、体积、温度分别为1p 、1V 、1T 和2p 、2V 、2T ，把它们混合装在体积为V ，温度恒为T 的容器中，求它们的压强。
解析 设想把甲瓶中的气体装入容器的左边，占据体积为1V '，乙瓶中的气体装在容器的右边，占据体积为2V '，它们的共同压强为p ，如图19－l 所示。
对甲气体，由状态方程得11111T V P T V P '=对乙气体，由状态方程得TV P T V P 2222'=据上述二式两边相加，并注意到它们的体积关系V V V ='+'21，得222111T V P T V P T PV +=这就是分态式气体的状态方程，一般地，有+++=333222111T V P T V P T V P T PV几种不同气体混合后它们的压强222111VT TV P VT T V P P +=上式中的第一项111VT TV P 是甲气体单独装进体积为V 的容器中的压强，第二项222VT T V P 是乙气体单独装进体积为V 的容器中的压强。
由此可得出道尔顿分压原理：容器中装有几种气体时，气体的压强等于每种气体所产生的压强之和。
对于把一定质量的理想气体分成几部分状态参量不相同的气体或者把状态参量不相同的几部分气体合装在同一个容器的问题，应用分态式状态方程非常方便。
例2一艘位于水面下200m 深处的潜水艇，艇上有一个容积为32m 的贮气筒，筒内贮有压缩空气，将筒内一部分空气压入水箱（水箱有排水孔和海水相连），排出海水310m ，此时筒内剩余气体的压强是95atm 。
设在排水过程中温度不变，求贮气钢筒里原来压缩空气的压强。
（计算时可取Pa atm 5101=，海水密度233/10,/10s m g m kg ==ρ）此题是把原贮气筒内的压缩空气分成两部分，一部分压入水箱，另一部分留在贮气筒里，用气体的分态式状态方程方便。
此题可让学生自行完成或板演。
解析 贮气筒内原来气体压强设为p ，体积为32m V =。
压入水箱中气体压强atmPa gh p p 21102120010101053501=⨯=⨯⨯+=+=ρ，3110m V =。
剩余在贮气筒内气体压强atm p 952=，体积322m V =，因温度不变，有2211V P V P PV +=代入数据可解得贮气筒内原来压缩空气压强atm V V P V V P P 2002295210212211=⨯+⨯=+=例3（1998年全国高考题）如图19－2所示，活塞把密闭气缸分成左、右两个气室，每室各与U 形管压强计的一臂相连，压强计的两壁截面处处相同，U 形管内盛有密度为32/105.7m kg ⨯=ρ的液体。
开始时左、右两气室的体积都为320102.1M V -⨯=，气压都为Pap 30100.4⨯=，且液体的液面处在同一高度，如图19－2所示，现缓慢向左推进活塞，直到液体在U 形管中的高度差h=40cm ，求此时左、右气室的体积1V 、2V ，假定两气室的温度保持不变，计算时可以不计U 形管和连接管道中气体的体积，g 取2/10s m 。
分析 此题中两气室的体积关联条件是体积和是一恒量，压强关联条件是压强差等于gh ρ。
解 以1p 、1V 表示压缩后左室气体的压强和体积，2p 、2V 表示这时右室气体的压强和体积，0p 、V 表示初态两室气体的压强和体积。
由玻意耳定律得00220111V p V p V p V p ==由题述可知体积关系212V V V =+两气室压强关系gh p p ρ=-21 解以上四式得2)(220010021=++-gh V P V gh V gh P V ρρρ解方程并选择物理意义正确的解得)(22220001h g P gh P gh V V ρρρ+-+=代入数值，得331100.8m V -⨯= 32102106.12m V V V -⨯=-=例4（1999年全国高考题）如图19－3，气缸由两个截面不同的圆筒连接而成，活塞A 、B 被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A 、B 的质量分别为kg m A 12=,kg m B 0.8=,22100.4m S A -⨯=,横截面积分别为22100.2m S B -⨯=，一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧大气压强Pap 50100.1⨯=。
（l ）气缸水平放置达到如图19－3甲所示的平衡状态，求气体的压强。
（2）已知此时气体的体积321100.2m V -⨯=。
现保持温度不变，将气缸竖直放置，达到平衡后如图19－3乙所示。