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理想气体状态方程
人教版高中物理 选择性必修3
新知导入
【问题1】三大气体实验定律内容是什么？
公式： pV =C
2、査理定律：
公式：
1、玻意耳定律：
3、盖-吕萨克定律：
【问题2】这些定律的适用范围是什么？
温度不太低，压强不太大.
公式：
新知讲解
一.理想气体
假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。
理想气体具有那些特点呢？
1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。
2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
新知讲解
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关.
4、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
新知讲解
如图所示，一定质量的某种理想气体
从A到B经历了一个等温过程，
从B到C经历了一个等容过程。
分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，
那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？
0
p
V
A
B
C
TA=TB
【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？
新知讲解
推导过程
从A→B为等温变化：由玻意耳定律
pAVA=pBVB
从B→C为等容变化：由查理定律
0
p
V
A
B
C
又TA=TB VB=VC
解得：
新知讲解
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变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
2、公式：
或
3、使用条件:
一定质量的某种理想气体.
4、气体密度式：
新知讲解
说明：
方程具有普遍性
当温度T保持不变
当体积V保持不变
当压强P保持不变
课堂练习
1、某种气体的压强为2x105 Pa,体积为1 m3,温度为200K。它经过等温过程后体积变为2m3。随后，又经过等容过程，温度变为300 K,求此时气体的压强。
解根据玻意耳定律，有
根据查理定律，有
联立上述各式可得
等温和等容变化后气体的压强为1.5x105Pa。
新知讲解
☆明确研究对象——一定质量的气体
☆选定两个状态——已知状态、待求状态
☆列出状态参量：
☆列方程求解
三、用状态方程解题思路：
课堂练习
2、一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至-3℃时，这个气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？
课堂练习
p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3 T1=273+27=300 K
T2=273+（-3）=270K
解得： p=762.2 mmHg
p2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3
解：以混进水银气压计的空气为研究对象
初状态：
末状态：
由理想气体状态方程得：
拓展提高
1、气焊用的氧气储存于容积是100 L的筒内，这时筒上压强计显示的压强是60 p0( p0=1.0×105 Pa )，筒的温度是16 ℃，求筒里氧气的质量。已知在温度为0 ℃，压强为p0时，氧气的密度 ρ0=1.43 kg/m3 。
分析：本题的研究对象是筒内一定质量的氧气。由于不知氧气在温度为16 ℃、压强为60 p0下的密度，但知道氧气在温度为0 ℃、压强为p0时的密度，所以要用气体状态方程算出在温度为0 ℃，压强为p0下的体积，再根据密度公式算出氧气的质量。
拓展提高
p1 = 60 p0 ，V1 = 100 L ，T1 =（273+16）K = 289 K
p2 = p0 ， T2 = （273+0）K = 289 K
解：由理想气体状态方程 得
求： V2= ？
氧气有两个状态，状态1和状态2的参量分别为
拓展提高
2、如果病人在静脉输液时，不慎将5mL的空气柱输入体内，会造成空气栓塞，致使病人死亡．设空气柱在输入体内前的压强为760mmHg，温度为27℃，人的血压为120/80mmHg，试估算空气柱到达心脏处时，在收缩压和扩张压两种状态下，空气柱的体积分别为多少？
拓展提高
课堂总结
小结：
一、理想气体：
在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体
二、理想气体的状态方程
或
注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由气体的物质的量决定
气体密度式：
板书设计
一、理想气体：
二、理想气体的状态方程
在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律的气体
气体密度式：
作业布置
课后练习和同步练习

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