理想气体的状态方程 [要点导学] 1.这堂课学习教材第三节的内容
主要要求如下:理解理想气体含义和建立“理想气体”模型的物理意义,进一步明确气体实验定律的适用范围
体会根据气体实验定律推导理想气体状态方程的过程,会用理想气体状态方程解决有关气体状态变化的问题
2.前二节学习的气体定律是在温度不太低、压强不太大的情况下通过实验总结得到的规律,当压强很大、温度很低时,实际的气体状态变化就不再符合气体定律
理想气体是一种假想的气体,假想任何情况下都严格遵守气体定律的气体叫做理想气体
用分子运动论的观点看,理想气体的分子大小不计,分子间相互作用力不计
3.理想气体状态方程是根据气体实验定律推导得到的
如图所示,一定质量的理想气体由状态1(T1、p1、v1)变化到状态2(T2、p2、v2),各状态参量变化有什么样的变化呢
我们可以假设先让气体由状态1(T1、p1、v1)经等温变化到状态c(T1、pc、v2),再经过等容变化到状态2(T2、p2、v2)
等温变化过程各参量的关系是__________________;等容变化过程各状态参量的关系是____________________
两式联立消去 pc 得到:1 12212p vp vTT
这就是一定质量的理想气体由状态1(T1、p1、v1)变化到状态2(T2、p2、v2)过程中各状态参量的关系,称为理想气体状态方程
4.虽然理想气体在实际中并不存在,但在温度不太低、压强不太大的情况下,实际气体的性质与实验定律吻合得很好
通常计算中把实际气体当作理想气体处理,简单方便而误差很小
5.运用理想气体状态方程解决问题的基本思路和气体定律一样
根据问题选取研究对象(一定质量的气体);分析状态变化过程,确定初、末状态,用状态参量描述状态;用理想气体状态方程建立各参量之间的联系,进行求解
[范例精析] 例 1.某个汽缸中有活塞封闭了