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1、4气体实验定律的图像表示及微观解释5理想气体学习目标知识脉络1.理解气体等温、等容、等压变化的图像的物理意义.（重点）p -V图像2.会从图像上描述气体的状态变化.（难图像+P勿图像图像点）气体实验3.会用分子动理论和统计观点解释气体定律微观解释实验定律.（难点）-理想气体|4.知道理想气体的特点.（重点）基础初探先填空1. 气体等温变化的图像（即等温线）特点一定质量的某种气体做等温变化，在图线中，气体的温度越高，等温 线离坐标原点越迺.2. 气体等容变化的图像（即等容线）特点一定质量的某种气体做等容变化；在p/r图线中，气体的体积越小，等容 线的斜率越大.3. 气体等压变化的图像（即等压线）
2、特点一定质量的某种气体做等压变化，在V-T图线中，气体的压强越小，等压 线的斜率越尢.再判断1.在图像上，等温线为直线.（X）2图像是过原点的直线.（J）3在ST图像中，图线的斜率越大，压强也越大.（X）后思考处理实验数据时，为什么不直接画图像，而是画图像？【提示】p-V图像是曲线，不易直接判定气体的压强和体积的关系.而P 图像是直线，很容易判定其关系.核心突破1. p-V图像与p 图像(1)一定质量的气体的V图像如图241甲所示，图线为双曲线的一支，且 温度甲乙图 2-4-1(2)定质量的气体p 图像如图乙所示，图线的延长线为过原点的倾斜直线，且温度2.等容过程的卩和的图像(1 -T图像：一
3、定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强p和热力 学温度T的关系图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图2-4-2所示，且旳 -t图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强卩与摄氏温度f是 一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图2-4-3所示，等容线是一条延长线 通过横轴一273.15 C的点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小.图像纵轴的截距內是气体在0 C时的压强.-273.15 0t 氏图 2-4-33和W图像甲(l)V-T图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，气体的体积V和热力 学温度T图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图2-4-4甲所示，且pg 即 压强越大，斜率越小.Vv0-273
4、.15 0 t/C图 2-4-4(2)V-r图像：一定质量的某种气体，在等压过程中，体积U与摄氏温度/是 一次线性函数，不是简单的正比例关系，如图2-4-4乙所示，图像纵轴的截距 %是气体在0 C时的体积，等压线是一条延长线通过横轴上273.15 C的倾 斜直线，且斜率越大，压强越小.题组冲关1.如图2-4-5所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法中正确的是（）0图 2-4-5A从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比B. 一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的C. 由图可知八丁2D. 由图可知门门E. 由图可知T = T2【解析】 一定质量
5、的气体的等温线为双曲线，由等温线的物理意义可知,压强与体积成反比，且在不同温度下等温线是不同的，所以A、B正确；对于一 定质量的气体，温度越高，等温线离坐标原点的位置就越远，故C、E错误，D 正确.【答案】 ABD2.如图2-4-6所示为一定质量气体的等容线,下面说法中正确的是（)【导学号:74320035-273%：0A. 直线A3的斜率是绘B. 0 C时气体的压强为poC. 温度在接近OK时气体的压强为零D延长线与横轴交点为一273 C图 2-4-6E. 压强卩与温度成正比【解析】 在图像上，等容线的延长线与f轴的交点坐标为一273 C,从图中可以看出，0 C时气体压强为內，因此直线的斜率
6、为第，A、B、D 正确；在接近0K时，气体已液化，因此不满足查理定律，压强不为零，C错误; 压强p与温度/的关系是线性关系而不是成正比，E错误.【答案】 ABD3.如图2-4-7所示，甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像,关于这两个图像的正确说法是（）V7m3O t/x.甲乙图 2-4-7A甲是等压线，乙是等容线B乙图中线与f轴交点对应的温度是一273.15 C,而甲图中UY线与Z 轴的交点不一定是一273.15 CC. 由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是与f成直线关系D. 乙图表明温度每升高1C,压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压 强不变E. 由甲图表明温度每升高1C
7、,体积的增加相同，但乙图表明随温度的升 高体积不变【解析】 由查理定律p = CT=CQ73.及盖吕萨克定律V=CT=C(t +273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A正确；由“外推法”可知 两种图线的反向延长线与f轴的交点温度为一273.15 C,即热力学温度的0K, 故B错；查理定律及盖吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压 强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了， 故C错；由于图线是直线，故D、E正确.【答案】 ADEp图像、知识点气体实验定律的微观解释V-T图像在原点附近都要画成虚线.知识点气体实验定律的微观解释基础初探先填空1. 玻意
8、耳定律一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的. 种情况下，体积减小时，单位体积内的分子数增多，气体的压强增大.2. 查理定律一定质量的理想气体，体积保持不变时，单位体积内的分子数保持不变.在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大,气体的压强也土曾大.3. 盖吕萨克定律一定质量的理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大.只有气体的体 积同时增大，使单位体积内的分子数减少,才可能保持压强不变.温度升高时，分子平均动能增大.（J）单位体积内分子数增多，气体压强一定增大.（X）气体温度升高时，所有气体分子的速率都增大.（X）后思考把小皮球拿到火炉上面烘烤一下，它就会变得更硬一些
9、（假设忽略球的体积 的变化）.你有这种体验吗？你怎样解释这种现象？【提示】 小皮球内单位体积的气体分子数没发生变化，把小皮球拿到火 上烘烤，意味着球内气体分子的平均动能变大，故气体的压强增大，球变得比 原来硬一些.核心突破1. 玻意耳定律(1)宏观表现：一定质量的气体，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：一定质量（加）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度 （刁保持不变时，则分子的平均速率）也保持不变.当其体积（V）增大为原来的几 倍时，则单位体积内的分子数（刃）变为原来的几分之一，因此气体的压强变为原 来的几分之一；反之，若体积减小为原来的几分之
10、一，则压强增大为原来的几 倍，即压强与体积成反比.这就是玻意耳定律.T不变一t；不变 m 一定 N 一定一y f （或打2. 查理定律（1）宏观表现：一定质量的气体，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：一定质量（也）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不 变时.其单位体积内的分子数（刃）也保持不变.当温度（7）升高时，其分子运动的 平均速率（0增大，则气体压强9）增大；反之，当温度（刁降低时，气体压强9） 减小.m 定f N 一定一*不变一v不变一1亠p f （或!）（或！）一汀（或/ ）3. 盖吕萨克定律（1）宏观表现：一定质量的气体，在压强
11、不变时，温度升高，体积增大；温 度降低，体积减小.（2）微观解释：一定质量側）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强 9）不变，当温度（7）升高时，全体分子运动的平均速率0会增大，那么单位体积 内的分子数）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）定增大； 反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小.m *定N 定fy f （或 J）p不变一|一怀（或t ）（或*（或/）o题组冲关4. 对于一定质量的气体，当它的压强和体积发生变化时，以下说法正确的是（）A. 压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变B. 压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小C.压强和体积都增大时
12、,其分子的平均动能一定增大D. 压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变E. 压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大、上贡丿一、理回/ 亠、下一兀【解析】 质量一定的气体，分子总数不变，体积增大，单位体积内的分 子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大，根据气体压强与单位体积内 分子数和分子的平均动能这两个因素的关系，可判断A、C、E正确，E、D错 误.【答案】 ACE5. 在一定的温度下.一定质量的气体体积减小时，气体的压强增大,说法不正确的是（）【导学号:74320036A. 单位体积内的分子数增多，单位时间内分子对器壁碰撞的次数增多E气体分子的密度变大，分子对器壁的吸引力变大
13、C. 每个气体分子对器壁的平均撞击力都变大D. 气体密度增大，单位体积内分子重量变大E. 一定温度下，气体分子的平均速率不变【解析】 气体压强的微观表现是气体分子在单位时间内对单位面积器壁 的碰撞次数，是由分子的平均动能和单位体积内的分子数共同决定的.温度不 变一定说明气体分子的平均动能不变，气体体积减小时.单位体积内分子数增 多，故气体的压强增大.故A、E正确，选项为B、C、D.【答案】BCD如图2-4-8所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B,则它的状态变化过程的下列说法不正确的是（）PBA. 气体的温度不变4B. 气体的内能增加ovC. 气体的分子平均速率减小图2-
14、4-8D. 气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变E. 气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加【解析】 从pt图像中的AB图线看，气体状态由A变到B为等容升压, 根据查理定律，一定质量的气体.当体积不变时，压强跟热力学温度成正比， 所以压强增大，温度升高，A错误.一定质量的理想气体的内能仅由温度决定, 所以气体的温度升高，内能增加，B正确.气体的温度升高，分子平均速率增大, C错误.气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数 增加，D错误，E正确.【答案】 ACD1. 宏观量温度的变化对应着微观量分子动能平均值的变化.宏观量体积的 变化对应着气体分子
15、密集程度的变化.压强的变化可能由两个因素引起，即分子热运动的平均动能和分子的密 集程度，可以根据气体变化情况选择相应的实验定律加以判断.知识点理想气体o基础初探先填空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在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下,际气体当做理想气体来处理.再判断1. 实际气体在常温常压下可看做理想气体.（J）2能严格遵守气体实验定律的气体是理想气体.（丿）2. 理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律.（V）后思考在生产和生活实际中是否存在理想气体？研究理想气体有何意义？【提示】 理想气体是一种理想模型，实际
16、中并不存在.理想气体是对实际气体的科学抽象，考虑主要因素，忽略次要因素，使气 体状态变化的问题易于分析和计算.o核心突破1.理想气体：理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点模型一样, 是一种理想模型，实际并不存在.2. 特点(1) 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，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和 温度有关.3. 理想气体状态方程与气体实验定律的关系P1V1_P2V2 T2T = T2时，pV=p2V2（
17、玻意耳定律） 今旳“2时，岸=（查理定律）P1=P2时,# =吴（盖吕萨克定律）题组冲关7. 关于理想气体，下列说法正确的是（）A. 理想气体能严格遵守气体实验定律B. 实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，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E. 一定质量的理想气体内能的变化只与温度有关【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选项正确.它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象，故 C正确；理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能的变 化，
18、故E正确.【答案】 ACEV/7/,图 2-4-98. 我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过7 000 m,再创载人深潜新纪 录.在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K.某 同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图2-4-9所示，导热良好 的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温 度7）= 300 K,压强Pq=1 atni,封闭气体的体积Vq 3 ml 如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视 为理想气体.求990 m深处封闭气体的体积（1 atm相当于 10 m深的海水产生的压强）.【解析】 当汽缸下潜至9
19、90 m时，设封闭气体的压强为丹 温度为 积为V,由题意可知卩=100 atm 根据理想气体状态方程得辔=学代入数据得V=2.8X102m3.【答案】2.8X102m3名师犒律1. 理想气体是一种理想化的模型(1) 理想气体是像质点、点电荷一样，为了研究问题的方便而抽象的一种模 型，实际并不存在.(2) 实际气体在温度不低于几十摄氏度，压强不超过大气压的几倍时，都可 以当成理想气体处理.2. 理想气体的内能仅与温度有关(1) 对于一切物体而言，物体的内能包括分子动能和分子势能.对于理想气体而言，其微观本质是忽略了分子力，即不存在分子势能, 只有分子动能，故一定质量的理想气体的内能完全由温度决定.名师犒律3. 应用理想气体状态方程解题的一般步骤(1) 明确研究对象，即一定质量的气体；(2) 确定气体在始末状态的参量刃、旳、T及p2、乞、T2；(3) 由理想气体状态方程列式求解；讨论结果的合理性.El学业分层测评（八）击图