2.3.2气体的等压变化和等容变化——理想气体状态方程和压强的微观解释 学案-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

班级 姓名 学号 2.3.2气体的等压变化和等容变化—— 理想气体状态方程和气体实验定律的微观解释 一、理想气体及状态方程 1．理想气体 (1)理想气体定义： 。 (2)理想气体与实际气体：。在 时，把实际气体可以当成理想气体来处理。 2．理想气体状态方程 (1)内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态变化到另一个状态时，尽管其压强p、体积V和温度T都可能改变，但 保持不变。 (2)理想气体状态方程表达式： 。 (3)成立条件：一定质量的理想气体。 【例1】(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，只是一种理想模型 B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体 C．理想气体就是处于标准状况下的气体 D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律 【例2】如图所示，一端封闭、一端开口的长度为l＝1 m的玻璃管，用长为h＝20 cm的水银柱封闭一段理想气体，当玻璃管的开口竖直向下稳定时，气体的长度为l1＝72 cm，已知大气压强为p0＝76 cmHg，封闭气体的温度为t1＝27 ℃。 (1)若气体的温度恒为t1＝27℃，将玻璃管缓慢地转过180°，则稳定时气体的长度为多少？ (2)保持开口向上，使气体的温度逐渐升高，当温度为多少摄氏度时，水银柱刚好与玻璃管口平齐？ (3)在(2)的基础上持续对气体加热，玻璃管中仍有水银柱，当水银柱的长度为多少时，温度最高？ 例3使一定质量的理想气体的状态按图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的一部分。 (1)已知气体在状态A的温度TA＝300K，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)。说明每段图线各表示什么过程。 二、气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律的微观解释 一定质量的某种理想气体， 保持不变时， 是一定的。在这种情况下，体积 时， 减小，单位时间内、单位面积上撞击器壁的分子数就 ，气体的压强就 。 2．盖－吕萨克定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，温度 时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时 ，使分子的数密度 ，才能保持压强不变。 3．查理定律的微观解释 一定质量的某种理想气体， 保持不变时， 保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能 ，气体的压强就 。 例4（多选）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(　　) A．温度不变时，压强增大n倍，单位体积内的分子数一定也增大n倍 B．体积不变时，压强增大，气体分子热运动的平均速率也一定增大 C．压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定增大 D．气体体积增大时，气体分子的内能可能增大 课后巩固 1．中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法。其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用。在刚开始的很短的时间，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是(　　) A．火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大 B．火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小 C．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小 D．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大 2．（多选）一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p、V、T的变化情况可能是(　　) A．p、V、T都增大 B．p减小，V和T都增大 C．p和V减小，T增大 D．p和T增大，V减小 3．（多选）一定质量的理想气体的状态变化过程的p－V图象如图所示，其中A是初状态，B、C是中间状态，A→B是等温变化，如将上述变化过程改用p－T图象和V－T图象表示，则下列各图象中正确的是(　　)