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(共49张PPT)
[学习目标]
1.会用分子动理论解释三个气体实验定律。
2.知道什么是理想气体，知道实际气体看成理想气体的条件。
3.理解理想气体状态方程的内容和表达式，并会应用方程解决有关问题。
1.等温变化规律的微观解释
一定质量的气体，温度不变时，气体分子的________是一定的。气体体积越小，分子的________越大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数____，气体的压强就____。
2.等容变化规律的微观解释
一定质量的气体，体积保持不变，则单位体积中的______也保持不变。当温度____时，分子热运动的平均动能____，这使得单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数____，同时也使得分子撞击器壁时对器壁的撞击力____，从而使得气体的压强随之____。
平均动能
密集程度
越多
越大
分子数
升高
增大
增多
增大
增大
3.等压变化规律的微观解释
一定质量的气体，当温度升高时，气体分子热运动的平均动能____，这会使气体对器壁的压强____。要使压强保持不变，必须____气体分子的密集程度，使单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数____，这在宏观上就表现为气体体积的____。
增大
增大
减小
减少
增大
[思考探究]
从微观角度来说，气体的压强由什么因素决定？
提示　从微观角度来说，气体的压强由气体分子的平均动能和分子的数密度(单位体积内的分子数)决定。气体分子的平均动能越大、分子数密度越大，则气体的压强越大。
[例1]　对一定质量的某种气体，下列说法正确的是(　　)
A.体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大
B.温度不变，压强减小时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多
C.压强不变，温度降低时，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
D.温度升高，压强和体积可能都不变
解析　某种气体的质量一定，分子的总数是一定的，体积不变，分子的数密度不变，故要使压强增大，分子的平均动能一定增大，A正确；当温度不变时，分子的平均动能不变，要使压强减小，则分子的数密度一定减小，即单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，B错误；当温度降低时，分子的平均动能减小，要保证压强不变，则分子的数密度一定增大，即单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多，C错误；温度升高，压强和体积至少有一个要发生变化，不可能都不变，D错误。
A
[例2]　(2023·北京卷)夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体(　　)
A.分子的平均动能更小
B.单位体积内分子的个数更少
C.所有分子的运动速率都更小
D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
解析　夜间气温比白天的低，夜间轮胎内的分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，A正确，C错误；由于汽车轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压扁，虽然单位体积内分子的个数更多，但压强变小了，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力变小，B、D错误。
A
[总结提升]
气体的状态参量与微观量的关系
(1)气体的温度决定气体分子的平均动能。
(2)对于一定质量的某种气体，气体的体积决定分子的数密度。
(3)分子的平均动能和分子的数密度共同决定气体的压强。
1.理想气体：在____温度、____压强下都遵守____________的气体，理想气体是一种____模型。
2.实际气体看作理想气体的条件
在温度不太___、压强不太___的条件下，一切实际气体都可以看作_____气体来处理。
3.理想气体的微观模型
(1)气体分子本身的大小与分子间的距离相比________，分子可看成不占有空间的____。
(2)除了相互碰撞的过程以外，气体分子间的相互作用力________。
(3)气体分子与器壁碰撞的动能损失忽略不计。
任何
任何
气体实验定律
理想
低
大
理想
忽略不计
质点
忽略不计
[思考探究]
一定质量的理想气体的内能与什么因素有关？
提示　由于理想气体分子间的相互作用力忽略不计，因此不考虑分子势能，所以一定质量的理想气体的内能只与温度有关。
[例3]　(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.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，理想气体都遵从气体实验定律
解析　理想气体是一种理想模型，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、任何压强下都遵从气体实验定律，选项A、D正确，B错误；一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，选项C错误。
AD
[总结提升]
理想气体的特点
(1)严格遵守气体实验定律。
(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点。
(3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关。
[例4]　(多选)一定质量的理想气体发生一系列的变化，下列可能实现的是(　　)
A.气体的压强和体积均增加，气体的温度降低
B.气体的压强增加、温度升高，气体的体积减小
C.气体的压强、体积均增加，同时温度升高
D.气体的压强、体积均减小，同时温度降低
BCD
[例5]　如图所示，粗细均匀的、一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1＝31 ℃、大气压强p0＝1 atm(1 atm＝76 cmHg)时，两管水银面相平，这时左管被封闭气柱长l1＝8 cm。已知T＝t＋273 K，求：
(1)当温度t2等于多少时，左管气柱长l2为9 cm
(2)当温度达到(1)问中温度t2时，为使左管气柱长l3为8 cm，则应在右管再加多高的水银柱？
答案　(1)78 ℃　(2)11.75 cm
[总结提升]
应用理想气体状态方程解题的一般步骤
(1)明确研究对象，即一定质量的理想气体。
(2)确定气体在初、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)必要时讨论结果的合理性。
1.(理想气体)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
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错误；理想气体是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象模型，故C正确，B、D错误。
C
2.(气体实验定律的微观解释)(多选)以下说法正确的是(　　)
A.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子平均每次撞击器壁的作用力增大，气体的压强却不一定增大
B.气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，气体的压强一定增大
C.等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
D.等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的冲量大小相等
AD
解析　气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子平均每次撞击器壁的作用力增大，如果气体体积增大，则气体的压强不一定增大，故A正确；气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，如果温度也降低，气体的压强不一定增大，故B错误；等温压缩过程中，气体压强增大不是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大，而是单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，故C错误；等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的作用力大小相等，故冲量大小相等，故D正确。
3.(理想气体状态方程的理解)对一定质量的某种理想气体，下列变化不可能的是(　　)
A.使气体的温度升高，同时体积减小
B.使气体的温度升高，同时压强增大
C.使气体的温度保持不变，而压强和体积同时增大
D.使气体的温度降低，压强和密度同时减小
C
4.(理想气体状态方程的应用)一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则1、2、3三个状态的温度之比是(　　)
B
A.1∶3∶5 B.3∶6∶5
C.3∶2∶1 D.5∶6∶3
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[基础巩固练]
1.(2025·四川达州高二期末)(多选)气压式升降椅通过气缸上下运动来控制椅子升降，气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，初态如图所示，气缸气密性、导热性良好，忽略与气动杆之间的摩擦，若一个人坐在椅子上，气体最终达到稳定状态，与初态相比(　　)
BD
A.气体的温度降低
B.气体的压强增大
C.所有气体分子的运动速率均减小
D.气体分子单位时间内与缸壁单位面积碰撞的次数增加
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解析　因为气缸导热性良好，故密封气体温度不变，故A错误；密封气体温度不变，体积减小，由公式p1V1＝p2V2，得气体压强增大，故B正确；密封气体温度不变，平均分子运动速率不变，是大量分子统计结果，不是所有分子速率都不变或减小，故C错误；气体温度不变，体积减小，所以气体分子数密度增大，气体分子单位时间内与缸壁单位面积碰撞的次数增加，故D正确。
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2.夏日炎炎的正午，室外温度较室内高。与停在地下停车场相比较，同一汽车停在室外停车场时，汽车上同一轮胎内的气体(　　)
A.分子的平均动能更大
B.所有分子热运动的速率都更大
C.单位体积内的分子数更多
D.单位时间内与轮胎内壁单位面积撞击的分子数更少
解析　因室外温度比室内高，所以室外停车场汽车轮胎内的气体温度高，而温度是气体分子平均动能的标志，因此分子平均动能更大，故A正确；温度升高，分子平均动能变大，但并不是所有分子热运动的速率都更大，故B错误；因轮胎体积不变，所以单位体积内的分子数不变，故C错误；在体积不变的情况下，温度越高，气体分子的平均动能越大，气体的压强越大，单位时间内与轮胎内壁单位面积撞击的分子数越多，故D错误。
A
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3.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经等温变化到状态B，再经等容变化到状态C，A、C压强相等，则下列说法正确的是(　　)
D
A.从A到B气体分子平均动能增大
B.从B到C气体分子平均动能不变
C.A、C状态气体压强相等的原因是分子撞击器壁的作用力相等
D.从A到B过程气体压强变小的原因是分子的密集程度减小
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C
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5.湖底温度为7 ℃，有一球形气泡从湖底升到水面时(气体质量恒定)，其直径扩大为原来的2倍。已知水面温度为27 ℃，大气压强p0＝1×105 Pa，水的密度ρ水＝1×103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2，气泡内气体为理想气体，则湖水深度约为(　　)
A.65 m B.55 m C.45 m D.25 m
A
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6.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是(　　)
A
A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变
C.温度升高，压强减小 D.温度不变，压强减小
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7.如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为T1、T2、T3，则T1、T2、T3的大小关系为(　　)
B
A.T1＝T2＝T3 B.T1＜T2＜T3
C.T1＞T2＞T3 D.T1＜T2＝T3
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[能力提升练]
8.2020年1月1日TPMS(胎压监测系统)强制安装法规已开始执行。汽车行驶时TPMS显示某一轮胎内的气体温度为27 ℃，压强为240 kPa。已知该轮胎的容积为30 L，阿伏伽德罗常量为NA＝6.0×1023 mol-1，0 ℃、1 atm下1 mol任何气体的体积均为22.4 L，1 atm＝100 kPa。该轮胎内气体的分子数约为(　　)
A.1.8×1023 B.1.8×1024
C.8.0×1023 D.8.0×1024
B
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10.(2025·河南开封高二月考)(多选)一定质量的理想气体从状态A开始，经历状态B、C、D回到状态A的p－T图像如图所示，其中BA的延长线经过原点O，BC、AD与横轴平行，CD与纵轴平行，下列说法正确的是(　　)
BC
A.A到B过程中，气体的体积变大
B.B到C过程中，气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的
次数减少
C.C到D过程中，气体分子热运动剧烈程度不变
D.D到A过程中，气体内能减小，体积增大
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解析　由于AB段是过原点的直线，故AB段为等容线，A到B过程中，气体的体积不变，A错误；BC段为等压线，B到C过程中，压强不变，温度升高，体积增大，分子平均动能增大，气体分子单位时间内撞击单位面积器壁的次数减少，B正确；CD段为等温线，C到D过程中，温度不变，气体分子热运动剧烈程度不变，C正确；DA段为等压线，D到A过程中，压强不变，温度降低，气体内能减小，体积减小，D错误。
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[拓展培优练]
11.如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S＝2×10-3 m2、质量为m＝4 kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24 cm，在活塞的右侧12 cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa。现将气缸竖直放置，如图乙所示，g取10 m/s2。求：
(1)此时活塞与卡环之间的距离；
(2)封闭气体加热到630 K时的压强。
答案　(1)16 cm　(2)1.4×105 Pa
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