2022-2023年高考物理一轮复习 理想气体的状态方程 (2)课件
展开1.定义在 温度、 压强下都严格遵从气体实验定律的气体.2.理想气体与实际气体如图8-3-1所示.
(1)从宏观上讲,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,都可视为理想气体. (2)从微观上讲,理想气体应有如下性质:分子间除碰撞外无其他作用力;分子本身虽然有体积,但相对于分子所占空间,分子大小可忽略,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的近似.
(3)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. 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、电学中引入点电荷模型一样,这些理想化模型的引入使我们对物体规律的研究大大简化.
1.关于理想气体,下面说法哪些是正确的 ( )A.理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B.理想气体的分子没有体积C.理想气体是一种理想模型,没有实际意义D.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可 当成理想气体
解析:理想气体是指严格遵守气体三定律的气体,实际的气体在压强不太高、温度不太低时可以认为是理想气体,A、D对.理想气体分子间没有分子力,但分子有大小,B错.答案:AD
2.应用状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象,即一定质量的理想气体;(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3)由状态方程列式求解;(4)讨论结果的合理性.
3.理想气体状态变化的图像(1)一定质量的气体不同图像的比较:
(2)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8-3-2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′
[思路点拨] 水银柱封闭气体的情况,压强的单位直接用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.
[答案] (1)78 ℃ (2)11.75 cm
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?
[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.
[答案] 23.8 kg
[借题发挥] 本题是变质量问题,如果我们通过恰当地选取研究对象,可以使变质量问题转化为定质量问题,运用理想气体状态方程求解.
2.钢筒内装有3 kg气体,当温度为-23 ℃时,压强为4 atm, 如果用掉1 kg气体后温度升高到27 ℃,求筒内气体压强?
[例3] 使一定质量的理想气体按图8-3-4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)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少. (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. [思路点拨] 解答本题可按以下思路分析:
[答案] (1)600 K 600 K 300 K (2)见解析
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