高中物理选修3－3第八章《理想气体状态方程》

新人教版高中物理选修 33 第八章理想气体状态方程精品教案课题 8.3 理想气体状态方程 课型 新授课 课时 1教学目的（一）知识与技能（1）理解“理想气体” 的概念。 （2）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。 （3）熟记盖吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。 （二）过程与方法通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。 （三）情感、态度与价值观通过用实验验证盖吕萨克定律的教学过程，使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。重难点1、理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一。 2、对“理想气体” 这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象，而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。另外在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上也有一定难度。教学方法 讲述法、分析推理法。教师活动 学生活动教学过（一）引入新课：复习玻意耳定律、查理定律和盖.吕萨克定律。说明，前面的三个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律，若三个状态参量都发生变化时，应遵循什么样的规律呢？这就是我们今天这节课要学习的主要问题。（二）开始新课1理想气体设问：（1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它们是物理理论推导出来的还是由实验总结归纳得出来的？ （2）这两个定律是在什么条件下通过实验得到的？在初中我们就学过使常温常压下呈气态的物质（如氧气、氢气等）液化的方法是降低温度和增大压强。这就是说，当温度足够低或压强足够大时，任何气体都被液化了，当然也不遵循反映气体状态变化的玻意耳定律和查理定律了。而且实验事实也证明：在较低温度或较大压强下，气体即使未被液化，它们的实验数据也与玻意耳定从控制变量法的角度理解气体三种变化之间的关系？（3 分钟）阅读课本思考并回答下列问题左侧两个问题,（5 分钟）从而了解气体实验三定律的局限性(3 分钟)通过具体的数据感知气体程教学过程律或查理定律计算出的数据有较大的误差。出示投影片（1）：pV 值(1.01310 5PaL)P(1.013105Pa) H2 N2 O2 空气1 1.000 1.000 1.000 1.000100 1.0690 0.9941 0.9265 0.9730200 1.1380 1.0483 0.9140 1.0100500 1.3565 1.3900 1.1560 1.34001000 1.7200 2.0685 1.7355 1.9920说明讲解：投影片（1）所示是在温度为 0，压强为1.013105Pa 的条件下取 1L 几种常见实际气体保持温度不变时，在不同压强下用实验测出的 pV 乘积值。从表中可看出在压强为1.013105Pa 至 1.013107Pa 之间时，实验结果与玻意耳定律计算值，近似相等，当压强为 1.013108Pa 时，玻意耳定律就完全不适用了。这说明实际气体只有在一定温度和一定压强范围内才能近似地遵循气体三个实验定律。而且不同的实际气体适用的温度范围和压强范围也是各不相同的。为了研究方便，我们假设这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵循气体实验定律，我们把这样的气体叫做“理想气体”。（板书“理想气体”概念意义。）特点:分子体积忽略不计,分子间作用力忽略不计2推导理想气体状态方程前面已经学过，对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量 p、V、T 来描述，且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说：若其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。根据这一思想，我们假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（p 1，V 1，T 1），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（p 2，V 2，T 2），这中间的变化过程可以是各种各样的，现假设有两种过程：第一种：从（p 1，V 1，T 1）先等温并使其体积变为 V2，压强随之变为 pc，此中间状态为（p c，V 2，T 1）再等容并使其温度变为T2，则其压强一定变为 p2，则末状态（p 2，V 2，T 2）。第二种：从（p 1；V 1，T 1）先等容并使其温度变为 T2，则压强随之变为 p c，此中间状态为（p c，V 1，T 2），再等温并使其体积变为 V2，则压强也一定变为 p2，也到末状态（p 2，V 2，T 2），如投影片所示。出示投影片（2）：将全班同学分为两大组，根据玻意耳定律和查理定律，分别按两种过程，自己推导理想气体状态过程。（即要求找出p1、V 1、T 1 与 p2、V 2、T 2 间的等量关系。）实验三定律的适用条件.为理解理想气体打下基础.(3分钟)理解理想气体的概念,并知道理想气体的特点理想气体状态方程得推倒（10 分钟）并准确理解推导过程的各种变化教学过程态参量 pc 或 p c 均可得到：这就是理想气体状态方程。它说明：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力例题 1 一水银气压计中混进了空气，因而在 27，外界大气压为 758 毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为 738 毫米汞柱，此时管中水银面距管顶 80 毫米，当温度降至-3时，这个气压计的读数为 743 毫米汞柱，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？教师引导学生按以下步骤解答此题：（1）该题研究对象是什么？（2）画出该题两个状态的示意图：（3）分别写出两个状态的状态参量：p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3（S 是管的横截面积）。T1=273+27=300 Kp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm 3T2=273+（-3 ）=270K解得 p=762.2 mmHg完成例题 1，并总结此类问题的解题思路（5 分钟）学习札记： 备注课堂达标练习1、对于理想气体下列哪些说法是不正确的（ ）A、理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B、理想气体的分子间没有分子力C、理想气体是一种理想模型，没有实际意义D、实际气体在温度不太低，压强不太大的情况下，可当成理想气体2、一定质量的理想气体，从状态 P1、V 1、T 1 变化到状态 P2、V 2、T 2。下述过程不可能的是（ ）A、P 2 P1，V 2 V1，T 2 T 1B、P 2 P1，V 2 V1，T 2 T 1C、P 2 P1，V 2 V1，T 2 T 1D、P 2 P1，V 2 V1，T 2 T 13、如图 824 所示，表示一定质量的理想气体沿从 a 到 b 到 c 到 d 再到 a 的方向发生状态变化的过程，则该气体压强变化情况是（ ）A、 从状态 c 到状态 d，压强减小，内能减小B、 从状态 d 到状态 a，压强增大，内能减小C、 从状态 a 到状态 b，压强增大，内能增大D、 从状态 b 到状态 c，压强不变，内能增大4、密封的体积为 2L 的理想气体，压强为 2atm，温度为 270C。加热后，压强和体积各增加 20%，则它的最后温度是 5、用活塞气筒向一个容积为 V 的容器内打气，每次能把体积为