2009届高三物理第二轮复习全套教案：理想气体状态方程.docVIP

理想气体状态方程 教学目标 1．能够运用理想气体状态方程解决较综合性的物理问题，培养学生综合分析问题的能力． 2．进一步深刻理解能的转化和守恒定律，并能够运用它对气体状态的变化进行推理判断，提高学生的逻辑思维能力． 教学重点、难点分析 1p、V、T三个参量均可能发生变化，要注意在典型例题的分析过程中，着重掌握解题的思路和处理相似问题的方法． 2．气体的图像简洁、直观地表达了气体状态变化过程，在分析解决问题时也起到了很重要的作用，要能够运用图线讨论气体在状态变化过程中内能的变化、气体吸放热情况、气体是否对外做功等． 教学过程设计 教师活动 一、理想气体状态方程 1 提问： 学生活动 能严格遵守气体实验定律的气体． 压强不太大、温度不太低（常温、常压）的实际气体． 2 （1 气体实验定律． 补充：气体状态参量间的变化与过程无关． （2 （3 此式反映的是n （4 对一定质量的理想气体，设密度为ρ，有V=m/ ? [例1]教室的容积是100m3，在温度是7℃，大气压强为1.0×105Pa时，室内空气的质量是130kg，当温度升高到27℃时大气压强为1.2×105Pa时，教室内空气质量是多少？ 分析： （1 （2 学生回答问题： （1130kg的气体为研究对象，才能根据理想气体的状态方程求解． （2p1=1.0×105pa，V1=100m3，T1=273+7=280K 末态：p2=1.2105Pa，V2=？，T2=300K根据理想气体状态方程： [例2]一圆柱形气缸直立在地面上，内有一个具有质量、无摩擦的绝热活塞，把气缸分成容积相同的A、B两部分，如图2-2-1所示．两部分气体的温度相同，均为T0=27℃，A部分气体的压强pA0=1.0×105Pa，B部分气体的压强pB0=2.0×105pa．现对B部分气体加热，使活塞上升，保持A部分气体的温度不变，使A部分气体的体积减小为原来的2/3．求此时： （1A部分气体的压强pA． （2B部分气体的温度TB． 分析：AB两部分气体均为一定质量的理想气体，可分别确定A、B气体的状态参量，依据理想气体状态方程求解，同时要注意两部分气体之间的联系． 学生对例题2 以AA的体积是V，则 初态：pA0=1.0105Pa，VA0=V 末态：pA=VA=2V/3 根据玻- PA=1.5×105Pa 对Bp、V、T均发生变化： 初态；pB0=2.0105Pa，VB0=V， TB0=27+273=300K 末态：pB=VB=V+V/3=4V/3，TB=？到此处，组织学生继续讨论，重新审题，找出A、B两部分气体间的联系，从而确定B气体末态的压强． 对B 末态： pB=pA+pB0-pA0） =3pA0/2+pA0 =2.5×105pa 由理想气体状态方程： ? [3]如图2-2-2所示，两个内径不同的圆筒组成一个气缸，里面各有一个活塞A、B．其横截面积分别为SA=10cm2和SB=4cm2．质量分别为mA=6kg，mB=4kg，它们之间用一质量不计的刚性细杆相连．两活塞均可在气缸内无摩擦滑动，但不漏气．在气温是-23℃时，用销子P把活塞B锁住．此时缸内气体体积为300cm3，气压为1.0×105Pa．由于圆筒传热性好，经过一段时间，气体温度升至室温27℃，并保持不变，外界大气压p0=1.0×105Pa，此后将销子P拔去．求：（1）将销子P拔去时两活塞（含杆）的加速度；（2）活塞在各自圆筒范围内运动多大一段距离后，它们的速度可达最大值（设气体温度保持不变）？ 分析：P把活塞B锁住，直到将销子P拔去的过程中，气体体积保持不变，可分别写出对应的气体的初末态状态参量，利用等容变化规律，求出将销子P拔去时的压强． 学生讨论后解答如下： 以两活塞内封闭的气体为研究对象，开始时用销子PB锁住，直到将销子P拔去的过程中，气体体积保持不变，根据查理定律，有 p2=p1T2/T1=1.2×105Pa　　　　　　　　 2） 拔去销子后，以AB（含杆）为研究对象，根据牛顿第二定律， p2（SA-SB）-p0（SA-SB） =（mA+mB）a　　　　　　　　　　　　　　　　 3） a=1.2m/s2，方向水平向左． 当活塞向左移动时，气体等温膨胀，气体压强减小，根据（3 对气体，根据玻- p2V0=p3V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4） 系统重新平衡时的体积VV0有如图2-2-3所示的关系．由图2-2-3可得 V-V0=L（SA-SB）　　　　　　　　　　　　　　 5） 系统重新平衡时，活塞AB受合力为零， p3（SA-SB）=P0（SA-SB）　　　　　　　 6） 由（45）、（6）式得 ? [例4]粗细均匀的，一端开口、一端封闭的细玻璃管中，有质量为10mg的某种理想气体，被长为