高中物理理想气体的状态方程12优质课教案、教学设计

教学设计一一《8.3理想气体的状态方程》★教学目标一、知识与技能目标：(1)了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体。(2)能够从气体定律推出理想气体的状态方程。(3)掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能用方程解决实际问题。(4)通过由气体的实验定律推出理想气体的状态方程，培养学生的推理能力、动手能力和抽象思维能力。二、过程与方法目标：通过从实验、理论知识推导两个角度得到理想气体状态方程，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。三、情感态度与价值观目标：理想气体是学生遇到的又一个理想化模型，正确建立模型，对于学好物理是非常重要的，因此注意对学生进行物理建模方面的教育。理想气体的状态方程(以下简称为气态方程)，在中学物理体系中，从知识点的角度来说，是“气体的性质”这一章的核心内容，是气体的几个实验定律的概括和升华。另外，从培养学生的能力角度来说，气态方程的得出过程是科学的逻辑推理训练的好素材。它反映了怎样“整理知识”，是由片面的、局部的知识上升为全面的、综合的知识的一个典型例子。因此，怎样以最佳方式处理这节教材，不仅在具体的物理知识传授方面，而且在方法论方面，在培养能力方面，都有着重要意义进一步提高科学素养，满足全体学生的终身发展要求。★教学重点1,掌握理想气体状态方程的内容及表达式。知道理想气体状态方程的使用条件。2.正确选取热学研究对象，抓住气体的初、末状态，正确确定气体的状态参量，从而应用理想气体状态方程求解有关问题。教学难点对“理想气体”这一概念的理解应用理想气体状态方程求解有关问题。教学方法教师启发、引导，讲授法、分析归纳法、推理法、分层教学法；讨论、交流学习成果。教学工具启发、讲授、实验验证1/6教学过程（一）复习导入.前面我们已经学习了三个气体实验定律，玻意耳定律、查理定律、盖一吕萨克定律。这三个定律分别描述了怎样的规律？说出它们的公式。2,通过实验总结出的，还是理论推导出来的？答案是：由实验总结归纳得出的3.这些定律的适用范围是什么？一定质量气体温度不太低（相对于室温），压强不太大（相对大气压强）。如果压强很大、温度很低时，情况如何？引导学生看表格，总结。（二）进行新课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律或查理定律计算出的数据有较大的误差。根据玻意耳定律计算结果:一定质量氮气》(•lO'Pa)Hn?)且也10'Pa-m3)1.0。1.001.005001/500LOO10001/1000LOO实验结果:定量气质氮/?(105Pa)Fr(m3)LOO1.001.00500136750013610002.07/10002.07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玻意耳定律和查理定律。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，我们假设这样种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵循玻意耳定律和查理定律。我们把这样的气体叫做“理想气体”。（板书“理想气体”概念意义。）理想气体是一种理想模型，严格遵循三个实验定律，是对实际气体的科学抽象。接下来，我们看看理想气体的特点有哪些。2/6(1)想气体是不存在的，是一种理想模型(2)从微观上说：气体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子无大小，看作质占八、、(3)从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能1.关于理想气体，下列说法正确的是(CD)A.理想气体就是温度不太低、压强不太大的气体B.理想气体就是处于标准状况下的气体C.通常气体只是近似遵守气体实验定律，而理想气体严格遵守气体实验定律D.理想气体是一个理想化模型，实际并不存在以上三个定律讨论的都是一个参量变化时另外两个参量的关系。那么，当气体的P、V、T三个参量都变化时，它们的关系如何呢？首先引导学生先猜测，在想想怎么通过实验验证。但不能是无效的猜测，要有根据。向我们的三大气体实验定律靠拢。当T不变时，P与V成反比；当T升高，P不变，V增大，V与T成正比；当T升高，P不变，V增大，V与T成正比；那么可以猜测，PV与T成正比吗？如果PV与T成正比，则PV/T是常数。如果我们通过实验验证，从一个状态到另一个状态，只要比值相等，就可以验证猜想是正确的。接着学生实验。。 分成两组，每组固定一部分气体，通过数据采集器，得到不同温度下的压强、温度，计算PV/T是否相等。学生回答计算结果，得到该比值是定值。这是从实验的方法得到的，那能不能从理论推导一下我同学讲台推导，其余同学自己在练习本上推导。。。如图所示，一定质量的某种理想气体从A^B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB.VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么推导人、C状态的状态参量的关系从B-C为等容变p,由查理舅律有:”=千__3/6

pV2pV_pV211二Ti%匕=pVpV_十11TpV_十11从实验和理论两个方面得到理想气体状态方程表达式:理想气体的状态方程：一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，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。公式：T=T,VjV pV=CABAB T注：恒富由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定使用条件：一定质量的某种理想气体.2.一定质量的某种理想气体由状态A变为状态D，有关数据如图。若状态D的压强是104pa，状态A的压强是多少?4/6

由理想气体状态方程由理想气体状态方程应用理想气体状态方程解题的步骤：(1)确定研究对象(2)分别写出两个状态的状态参量TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"P=V= T=1 1\o"CurrentDocument"PV= T=2 2(3)列出理想气体状态方程(4)将数据代入解出结果★教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。小结一、理想气体:在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定