2.3.2 理想气体状态方程-2023-2024学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第三册）

2.3.2 理想气体状态方程 【考点归纳】 考点一：理想气体 考点二：理想气体状态方程处理图像问题 考点三：理想气体状态方程处理实际问题 考点四：理想气体状态方程的综合性问题 【知识归纳】 知识点一、理想气体 1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体． 2．理想气体与实际气体 实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理． 知识点二、理想气体的状态方程 1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变． 2．表达式：＝C. 3．成立条件：一定质量的理想气体． 知识点三、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，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的．体积减小时，分子的数密度增大(填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大(填“增大”或“减小”)． 2．盖－吕萨克定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变(填“增大”“减小”或“不变”)． 3．查理定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，气体的压强增大(填“增大”或“减小”)． 技巧归纳： 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)方程中各量的单位：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． 2．理想气体状态方程与气体实验定律 ＝⇒ 2、气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小． (2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大 2．查理定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小． (2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大 3．盖－吕萨克定律 (1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小． (2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大， 【题型归纳】 题型一：理想气体 1．（21-22高二下·安徽阜阳）对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（　　） A．气体的体积是所有气体分子的体积之和 B．气体温度越高，气体分子势能越大 C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小 2．（21-22高二下·黑龙江哈尔滨·期中）理想气体是一种无限稀薄的分子气体，满足气体的三大定律要求，理想气体分子大小和相互作用力可忽略不计，也不计气体分子与器壁碰撞的动能损失。下列关于理想气体的说法正确的是（　　） A．所有气体都是理想气体 B．温度越高，气体分子平均动能越小 C．气体等温变化中，体积减小，分子数密度增大，压强增大 D．一定质量的某种气体，当其温度升高时，体积一定增大 3．（2019高二下·全国·专题练习）关于理想气体的内能，下列说法正确的是（    ） A．理想气体存在分子势能 B．理想气体的内能是分子平均势能和平均动能的总和 C．一定质量的理想气体内能仅跟体积有关 D．一定质量的理想气体内能仅跟温度有关 题型二：理想气体状态方程处理图像问题 4．（23-24高二上·江苏盐城·期末）密闭的容器中一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。下列说法中正确的是（    ） A．a→b过程中，气体分子的平均动能增大 B．b→c过程中，气体压强不变，体积增大 C．c→a过程中，单位体积分子数增大 D．c→a过程中，器壁在单位面积上、单位时间内所受气体分子碰撞的次数增多 5．（21-22高二下·江西抚州·期中）一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C最后到D状态，下列说法正确的是（　　） A．温度不变，气体体积变小 B．压强不变，气体体积变小 C．压强变小，气体体积变小 D．B状态气体体积最大