1、5 理想气体,第二章 气 体,学习目标,1.了解理想气体模型. 2.知道实际气体看成理想气体的条件.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、气体实验定律的适用条件,大量实验结果表明，在温度不 、压强不 的条件下，一切气体的状态变化虽然并非严格地遵守气体实验定律，但却能在较高程度上近似地遵守 .,二、理想气体,1.定义：在任何 、任何 下都遵守气体实验定律的气体. 2.特点 (1)理想气体是一种 的模型，实际不存在. (2)理想气体的分子除存在相互碰撞力外，不存在 . (3)理想气体仅存在分子 ，没有分子 .,太低,太高
2、,气体实验定律,温度,压强,理想化,分子间作用力,动能,势能,判断下列说法的正误. (1)理想气体就是处于标准状况下的气体.( ) (2)理想气体只有分子动能，不考虑分子势能.( ) (3)实际计算中，当气体分子间距离r10r0时，可将气体视为理想气体进行研究.( ) (4)被压缩的气体，不能作为理想气体.( ),即学即用,答案,重点探究,为什么要引入理想气体的概念？,一、理想气体,导学探究,答案,答案 由于气体实验定律只在压强不太大，温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致，为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，引入了理想气体的概念.,1.理想气体的特点 (1)严格遵守气体实验
3、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.,知识深化,2.对理想气体的几点说明 (1)理想气体是不存在的. (2)在常温常压下，大多数实际气体，尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体. (3)在温度不低于负几十摄氏度，压强不超过大气压的几倍时，很多气体都可当成理想气体来处理. (4)理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关.,特别提醒 在涉及气体的内能、分子势能问题
4、时要特别注意实际气体是否可视为理想气体，在涉及气体的状态参量关系时往往将实际气体当作理想气体处理，但这时往往关注的是气体质量是否一定.,例1 关于理想气体，下列说法正确的是 A.理想气体也不能严格地遵守气体实验定律 B.实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，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,答案,解析,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项错误； 它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象，故C正确，B、D错误.,解析 气体对容器的压强是由气体分子对器壁的
5、频繁碰撞产生的，选项A错，B对； 气体的压强与分子的密集程度及分子的平均动能有关，平均动能越大则温度越高，但如果体积也变大，压强可能减小，故选项C错. 压缩理想气体要用力，克服的是气体的压力(压强)，而不是分子间的斥力，选项D错.,例2 关于理想气体的下列说法正确的是 A.气体对容器的压强是由气体的重力产生的 B.气体对容器的压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞产生的 C.一定质量的气体，分子的平均动能越大，气体压强也越大 D.压缩理想气体时要用力，是因为分子之间有斥力,答案,解析,二、理想气体的状态方程,如图1所示，一定质量的某种理想气体从状态A到B经历了一个等温过程，又从状态B到C经历了一
6、个等容过程，请推导状态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.,导学探究,答案,图1,答案 从AB为等温变化过程，根据玻意耳定律可得pAVApBVB 从BC为等容变化过程，根据查理定律可得 由题意可知：TATB VBVC ,1.对理想气体状态方程的理解 (1)成立条件：一定质量的理想气体. (2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关. (3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关. (4)方程应用时单位方面：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位.,知识深化,
7、2.理想气体状态方程与气体实验定律,特别提醒 理想气体状态方程是用来解决气体状态变化问题的方程，运用时，必须要明确气体不同状态下的状态参量，将它们的单位统一，且温度的单位一定要统一为国际单位K.,答案,例3 (多选)一定质量的理想气体 A.先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度 B.先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积 C.先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度 D.先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能,解析,先等容加热，再绝热压缩，气体的温度始终升高，则内能必定增加，即D正确.,答案,例4 使一定质量的理想气体按图2甲中箭头所示的顺序变化，图中BC段是以纵轴和
8、横轴为渐近线的双曲线. (1)已知气体在状态A的温度TA300 K，求气体在状态B、C和D的温度各是多少？,解析,图2,答案 见解析,解析 在pV图中直观地看出，气体在A、B、C、D各状态下压强和体积为VA10 L，pA4 atm，pB4 atm，pC2 atm，pD2 atm，VC40 L，VD20 L. 根据气体状态方程,由题意TBTC600 K.,答案,(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).说明每段图线各表示什么过程.,解析,答案 见解析,解析 由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有pBVBpCVC
9、,在VT图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态依次连接(如图所示)，AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程.,达标检测,1.(对理想气体的理解)(多选)下列对理想气体的理解，正确的有 A.理想气体实际上并不存在，只是一种理想化模型 B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体 C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 D.在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律,答案,1,2,3,解析 理想气体是一种理想化模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体；理想气体在任何温度、任何压强下都遵循气体实验定律，选项A、D正确，选项B错误. 一定质量的理想
10、气体的内能完全由温度决定，与体积无关，选项C错误.,解析,2.(对理想气体状态方程的理解)(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,答案,1,2,3,解析,1,2,3,3.(理想气体状态方程的应用)某气象探测气球内充有温度为27 、压强为1.5105 Pa的氦气，其体积为5 m3.当气球升高到某一高度时，氦气温度为200 K，压强变为0.8105 Pa，求这时气球的体积多大？,答案,1,2,3,解析,答案 6.25 m3,1,2,3,解析 以探测气球内的氦气作为研究对象，并可看做理想气体，其初始状态参量为： T1(27327) K300 K p11.5105 Pa，V15 m3 升到高空，其末状态为T2200 K，p20.8105 Pa,
