新人教版高中物理选修3-3理想气体的状态方程

..专业.理想气体的状态方程新课标要求〔一〕知识与技能1．掌握理想气体状态方程的内容及表达式。2．知道理想气体状态方程的使用条件。3．会用理想气体状态方程进行简单的运算。〔二〕过程与方法通过推导理想气体状态方程，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。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。教学难点应用理想气体状态方程求解有关问题。教学方法讲授法、电教法教学用具：投影仪、投影片教学过程〔一〕引入新课教师：〔复习提问〕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－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。学生甲：玻意耳定律描述了气体的等温变化规律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。公式：常量或学生乙：查理定律描述了气体的等容变化规律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。公式：C是比例常数。或学生丙：盖－吕萨克定律描述了气体的等压变化规律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比。公式：C是比例常数。或教师点出课题：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？〔二〕进行新课1．理想气体教师：以上三个实验定律都是在压强不太大〔相对大气压强〕、温度不太低〔相对室温〕的条件下总结出来的。当压强很大、温度很低时，上述定律的计算结果与实际测量结果有很大的差别。例如〔投影〕：以下是一定质量的空气在温度不变时，体积随常压和非常压变化的实验数据：压强〔p〕〔atm〕空气体积V〔L〕pV值(1×1.013×105PaL)110020050010001.0000.9730/1001.0100/2001.3400/5001.9920/10001.0000.97301.01001.34001.9920教师：从表中发现了什么规律？学生答：在压强不太大的情况下，实验结果跟实验定律——玻意耳定律基本吻合，而在压强较大时，玻意耳定律那么完全不适用了。教师：为什么在压强较大时，玻意耳定律不成立呢？如果温度太低，查理定律是否也不成立呢？师生共同活动，分析上述问题。〔1〕分子本身有体积，但在气体状态下分子的体积相对于分子间的空隙很小，可以忽略不计。〔2〕分子间有相互作用的引力和斥力，但分子力相对于分子的弹性碰撞时的冲力很小，也可以忽略。〔3〕一定质量的气体，在温度不变时，如果压强不太大，气体分子自身体积可忽略，玻意耳定律成立，但在压强足够大时，气体体积足够小而分子本身不能压缩，分子体积显然不能忽略，这样，玻意耳定律也就不成立了。〔4〕一定质量的气体，在体积不变时，如果温度足够低，分子动能非常小，与碰撞时的冲力相比，分子间分子力不能忽略，因此查理定律亦不成立了。［总结］设想有这样的气体，气体分子本身体积完全可以忽略，分子间的作用力完全等于零，也就是说，气体严格遵守实验定律。这样的气体就叫做理想气体。［因为以上设想的气体是把实际的气体简化了，理想化了］实际的气体，在温度不太低、压强不太大时，可以近似为理想气体。强调说明：理想气体是一个理想化模型，实际气体在压强不太大、温度不太低的情况下可以看作是理想气体．2．理想气体的状态方程教师：根据教材28页“思考与讨论〞中的提示，推导状态A的pA、VA、TA与状态C的pC、VC、TC的关系。学生思考讨论、独立推导。状态A→状态B，等温变化，由玻意耳定律：状态B→状态C，等容变化，由查理定律：两式消去，得又，代入上式得上式即为状态A的三个参量pA、VA、TA与状态C的三个参量pC、VC、TC的关系。教师：〔总结〕上式说明，一定质量的理想气体，在状态发生变化时，它的压强P和体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变，总等于一个常量。这个规律叫做一定质量的理想气体状态方程。设一定质量的理想气体从状态1〔p1、V1、T1〕变到状态2〔p2、V2、T2〕那么有表达式：或=恒量适用条件：①一定质量的理想气体；②一定质量的实际气体在压强不太高，温度不太低的情况下也可使用。［投影］例题〔教材29页〕〔通过引导学生分析解决实际问题，加强学生对实验定律的理解和应用能力。培养学生运用定律求解问题的思路和方法。〕［投影］课堂练习

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？答案：混入水银气压计中的空气。〔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=300Kp2=p-743mmHgV2=〔738+80〕S-743S=75Smm3T2=273+〔-3〕=270K〔4〕将数据代入理想气体状态方程：解得

p=762.2mmHg〔三〕课堂总结、点评这节课我们学习了什么是理想气体，以及理想气体的状态方程。理想气体是一个理想化模型，实际