高中物理第八章气体第3节理想气体的状态方程问题导学案新人教版选修3-314页

第 3 节　理想气体的状态方程
课堂合作探究
问题导学
一、理想气体状态方程
活动与探究 1
1．实际气体严格遵守气体实验定律吗？
2．从微观角度上讲，理想气体有怎样的特点？
3．请根据一定质量的理想气体的状态方程推导出含有密度的表达式。
迁移与应用 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，求：
（1）当温度 t2是多少时，左管气柱 L2为 9 cm；
（2）当温度达到上问中的温度 t2时，为使左管气柱长 L为 8 cm，应在右管中加入多长
的水银柱。
1．理想气体状态方程与气体实验定律
p1V1
T1
＝
p2V2
T2
⇒Error!
由此可见，三个气体实验定律是理想气体状态方程的特例。
2．应用理想气体状态方程解题的一般步骤
（1）明确研究对象，即一定质量的气体；
（2）确定气体在始末状态的参量 p1、V1、T1及 p2、V2、T2；
（3）由理想气体状态方程列式求解；
（4）讨论结果的合理性。
二、气体的状态变化图象
活动与探究 2
一定质量的理想气体，其状态变化如图中箭头所示顺序进行，则 AB段是___________过
程，遵守___________定律；BC 段是___________过程，遵守___________定律；若 CA 段是
以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分，则 CA 段是___________过程，遵守___________
定律。
迁移与应用 2
如图所示，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左边汽缸的容积为 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 297 K，现缓慢加热缸内气体，
直至 399.3 K。求：

（1）活塞刚离开 B处时的温度 TB；
（2）缸内气体最后的压强 p；
（3）在图中画出整个过程的 p－V图线。
1．用图象表示气体状态变化的过程及变化规律具有形象、直观、物理意义明确等优点。
另外，利用图象对气体状态、状态变化及规律进行分析，给解答将带来很大的方便。
2．图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象
上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程。明确图象的物理意义和特点，
区分清楚各个不同的物理过程是解决问题的关键。
3．对于图象的改画问题，首先在原图中求出各状态的 p、V、T，然后确定从一个状态
到另一个状态经历什么过程，最后从其他图中描出各点状态量，根据变化过程描出图线，即
所画的图象。
当堂检测
1．关于理想气体，下列说法不正确的是（　　）
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
2．对于理想气体方程
pV
T
＝恒量，下列叙述正确的是（　　）
A．质量相同的不同种气体，恒量一定相同
B．质量不同的不同种气体，恒量一定不相同
C．物质的量相同的任何气体，恒量一定相等
D．标准状态下的气体，恒量一定相同
3．对一定质量的气体，下列说法正确的是（　　）
A．温度发生变化时，体积和压强可以不变
B．温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化
C．如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变
D．只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们就说气体状态变化了
4．一定质量的理想气体经历一膨胀过程，此过程可以用 p－V图象上的直线 ABC来表示，
如图所示，在 A、B、C 三个状态中，气体的温度 TA________TC、TB________TA（选填
“＞”“＝”或“＜”）。

5．有一定质量的氦气，压强与大气压相等，体积为 1 m3，温度为 0 ℃。在温度不变的
情况下，如果压强增大到大气压的 500倍，按玻意耳定律计算，体积应该缩小至
1
500
m3，但
实验的结果是
1.36
500
m3。如果压强增大到大气压的 1000倍，体积实际减小至
2.07
1 000
m3，而不
是按玻意耳定律计算得到的
1
1 000
m3。在此过程中可以把氦气看成理想气体吗？
答案：
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活动与探...