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2019-2020年高三物理《83 理想氣體的狀態(tài)方程》復習學案 [學習目標] 1、 準確理解理想氣體這個物理模型。 2、 會推導理想氣體的狀態(tài)方程，并能夠應用理想氣體狀態(tài)方程求解相應的題目和解釋相關的現象。 3、 了解統計規(guī)律及其在科學研究和社會生活中的作用。 4、 知道分子運動的特點，掌握溫度的微觀定義。 5、 掌握壓強、實驗定律的微觀解釋。 [自主學習] 一、 理想氣體 1、 為了研究問題的方便，可以設想一種氣體，在任何 ，我們把這樣的氣體叫做理想氣體。 2、 理想氣體是不存在的，它是實際氣體在一定程度的近似，是一種理想化的模型。 3、 理想氣體分子間，除碰撞外無其它作用力，從能量上看，一定質量的理想氣體的內能完全由 決定。 二、 理想氣體的狀態(tài)方程 1、 內容：一定質量的理想氣體在從一個狀態(tài)變到另一個狀態(tài)時，盡管P、V、T都可能改變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變。 2、 方程： ， 。 3、 推導：（見課本思考與討論） 4、 推論 一定質量的理想氣體當狀態(tài)變化過程中三個狀態(tài)參量保持某一個參量不變時，就可以從理想氣體狀態(tài)方程分別得到 5、適用條件 6、注意方程中各物理量的單位，溫度必須用 ，公式兩邊中P和V單位必須 ，但不一定是國際單位。 三、 氣體分子運動的特點 1、從微觀的角度看，物體的熱現象是由 的熱運動所決定的，盡管個別分子的運動有它的不確定性，但大量分子的運動情況會遵守一定的 。 2、分子做無規(guī)則的運動，速率有大有小，由于分子間頻繁碰撞，速率又將發(fā)生變化，但分子的速率都呈現 的規(guī)律分布。這種分子整體所體現出來的規(guī)律叫統計規(guī)律。 3、氣體分子運動的特點 （1）分子的運動雜亂無章，在某一時刻，向著 運動的分子都有，而且向各個方向運動的氣體分子數目都 。 （2）氣體分子速率分布表現出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。溫度升高時，速率大的分子數目 ，速率小的分子數目 ，分子的平均速率 。 4、溫度是 的標志。用公式表示為 。 四、氣體壓強的微觀意義 1、氣體的壓強是 而產生的。氣體壓強等于大量氣體分子作用在器壁 。 2、影響氣體壓強的兩個因素： ， 。從兩個因素中可見一定質量的氣體的壓強與 ， 兩個參量有關。 五、對氣體實驗定律的微觀解釋 1、一定質量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是 的，在這種情況下，體積減小時，分子的 ，氣體的壓強就 這就是玻意耳定律的微觀解釋。 2、 這就是查理定律的微觀解釋。 3、 是蓋呂薩克定律的微觀解釋。 [典型例題] 1、 圖8—23 100 200 400 d b O 1 2 3 4 P/1.01105Pa a c 300 T/K 例2、如圖8—23所示，一定質量的理想氣體在不同體積時的兩條等容線，a、b、c、d表示四個不同狀態(tài)，則（ ） A．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)c，其內能減少，一定向外界放出了熱量 B．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)d，其內能增加，一定向外界吸收了熱量 C．氣體由狀態(tài)d變到狀態(tài)b，其內能增加，一定向外界吸收了熱量 D．氣體由狀態(tài)b變到狀態(tài)a，其內能減少，一定向外界放出了熱量 例3、如圖8—24所示，粗細均勻一端封閉一端開口的U形玻璃管，當t1=310C，大氣壓強P0=76cmHg時，兩管水銀面相平，這時左管被封閉的氣柱長L1=8cm，則 （１） 當溫度t2多少時，左管氣柱L2為9cm? 圖8—23 L （２） 當溫度達到上問中大的溫度t2時,為使左管氣柱長L為8cm,應在右管中加入多長的水銀柱? [當堂達標] 1、 如圖8—24所示，表示一定質量的理想氣體沿從a到b到c到d再到a的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過程，則該氣體壓強變化情況是（ ） 圖8—24 c b O T V a d A、 從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強減小 B、 從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強增大 C、 從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強增大 D、 從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強不變 2.下列說法正確的是（ ） A. 玻意耳定律對任何壓強都適用 B. 蓋呂薩克定律對任意溫度都適用 C. 常溫、常壓下的各種氣體，可以當做理想氣體 D. 一定質量的氣體，在壓強不變的情況下，它的體積跟溫度成正比 3.對于理想氣體方程pV/T=恒量，下列敘述正確的是（ ） A. 質量相同的不同種氣體，恒量一定相同 B. 質量不同的不同種氣體，恒量一定不相同 C. 摩爾數相同的任何氣體，恒量一定相等 D. 標準狀態(tài)下的氣體，恒量一定相同 4.如圖8.3—4所示，一導熱性能良好的氣缸吊在彈簧下， 缸內被活塞封住一定質量的氣體（不計活塞與缸壁摩擦）， 當溫度升高到某一數值時，變化了的量有（ ） A. 活塞高度h B. 缸體高度H C. 氣體壓強p D. 彈簧長度L 5.如圖8.3—6所示，開口向下的豎直玻璃管的末端有一段水銀柱， 當玻璃管從豎直位置轉過45。時，開口端的水銀柱將 A. 從管的開口端流出一部分 B. 不發(fā)生變化 C. 沿著管子向上移動一段距離 D. 無法確定其變化 5、一定質量的理想氣體，從狀態(tài)P1、V1、T1變化到狀態(tài)P2、V2、T2。下述過程不可能的是（ ） A、P2＞ P1，V2＞ V1，T2 ＞T1 B、P2＞ P1，V2＞ V1，T2 ＜T1 C、P2＞ P1，V2＜ V1，T2 ＞T1 D、P2＞ P1，V2＜ V1，T2 ＜T1 6、定質量的理想氣體，由狀態(tài)A（1，3）沿直線AB變化到C（3，1），如圖8.3—7所示，氣體在A、B、C三個狀態(tài)中的溫度之比是 A.1：1：1 B. 1：2：3 C. 3：4：3 D. 4：3：4 7、兩端封閉玻璃管水平放置，一段水銀把管內同種氣體分成兩部分，V左>V右，如右圖。當溫度為t1時，水銀柱靜止不動，現把兩邊都加熱到t2，則管內水銀柱將（ ） A．向左移動 B．向右移動 C．保持靜止 D．無法判斷 8、密封的體積為2L的理想氣體，壓強為2atm，溫度為270C。加熱后，壓強和體積各增加20%，則它的最后溫度是 9、用活塞氣筒向一個容積為V的容器內打氣，每次能把體積為V0、壓強為P0的空氣打入容器內。若容器內原有空氣的壓強為P0，打氣過程中溫度不變，則打了n次后容器內氣體的壓強為 10.如圖8.3—10密閉的圓筒中央有一可以移動的絕熱活塞，在0℃時，活塞兩邊氣體的壓強相同，現在左半部分的氣體加熱，右半部分的氣體仍為0℃，活塞開始向右移動，當活塞移動到右邊體積是原來一半時，不再移動，則左半部分氣體的溫度是多少？ 11、為了測定湖的深度，將一根試管開口向下緩緩壓至湖底，測得進入管中的水的高度為管長的3/4，湖底水溫為40C，湖面水溫為100C，大氣壓強76cmHg。求湖深多少？ 12、某房間的容積為20m3，在溫度為170C，大氣壓強為74cmHg，室內空氣質量為25Kg，則當溫度升為270C，大氣壓強為76cmHg時，室內空氣的質量為多少？