8.3 理想气体的状态方程 同步学案（Word版含答案）

3　理想气体的状态方程 [学习目标]　1.了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件.2.掌握理想气体状态方程，知道理想气体状态方程的推导过程.3.能利用理想气体状态方程分析、解决实际问题． 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 (1)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． (2)理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点、点电荷模型一样，是一种理想模型，实际并不存在． 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，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．表达式：＝或＝C. 3．成立条件：一定质量的理想气体． 1．判断下列说法的正误． (1)理想气体在超低温和超高压时，气体的实验定律不适用了．(　×　) (2)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解．(　×　) (3)对于不同的理想气体，其状态方程＝C(恒量)中的恒量C相同．(　×　) (4)一定质量的理想气体温度和体积均增大到原来的2倍，压强增大到原来的4倍．(　×　) 2．一定质量的某种理想气体的压强为p，温度为27℃时，气体的密度为ρ，当气体的压强增为2p，温度升为327℃时，气体的密度是_____． 答案　ρ 一、对理想气体的理解 气体实验定律对任何气体都适用吗？为什么要引入理想气体的概念？ 答案　由于气体实验定律只在压强不太大，温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致，为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，引入了理想气体的概念． 1．理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程． 2．理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点． 3．理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力． 4．理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关． 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．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 答案　AD 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，选项B错误．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，选项C错误． 二、理想气体的状态方程 如图1所示，一定质量的某种理想气体从状态A到B经历了一个等温过程，又从状态B到C经历了一个等容过程，请推导状态A的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系． 图1 答案　从A→B为等温变化过程，根据玻意耳定律可得pAVA＝pBVB① 从B→C为等容变化过程，根据查理定律可得＝② 由题意可知：TA＝TB③ VB＝VC④ 联立①②③④式可得＝. 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 ＝? 例2　关于气体的状态变化，下列说法正确的是(　　) A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100℃上升到200℃时，其体积增大为原来的2倍 B．任何气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程＝ C．一定质量的理想气 ... ...