高中物理選修3－3第八章《理想氣體狀態(tài)方程》

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1、新人教版高中物理選修3－3第八章《理想氣體狀態(tài)方程》精品教案 課題 §8.3理想氣體狀態(tài)方程 課型 新授課 課時 1 教 學 目 的 （一）知識與技能 （1）理解“理想氣體”的概念。 （2）掌握運用玻意耳定律和查理定律推導理想氣體狀態(tài)方程的過程，熟記理想氣體狀態(tài)方程的數學表達式，并能正確運用理想氣體狀態(tài)方程解答有關簡單問題。 （3）熟記蓋·呂薩克定律及數學表達式，并能正確用它來解答氣體等壓變化的有關問題。 （二）過程與方法 通過推導理想氣體狀態(tài)方程及由理想氣體狀態(tài)方程推導蓋·呂薩克定律的過程，培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通

2、過用實驗驗證蓋·呂薩克定律的教學過程，使學生學會用實驗來驗證成正比關系的物理定律的一種方法，并對學生進行“實踐是檢驗真理唯一的標準”的教育。 重 難 點 1、理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點，因為它不僅是本節(jié)課的核心內容，還是中學階段解答氣體問題所遵循的最重要的規(guī)律之一。 2、對“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個難點，因為這一概念對中學生來講十分抽象，而且在本節(jié)只能從宏觀現象對“理想氣體”給出初步概念定義，只有到后兩節(jié)從微觀的氣體分子動理論方面才能對“理想氣體”給予進一步的論述。另外在推導氣體狀態(tài)方程的過程中用狀態(tài)參量來表示氣體狀態(tài)的變化也很抽象，學生理解上也有一定難度。

3、教學方法 講述法、分析推理法。 教 學 過 程 教 學 過 程 教 學 過 程 教師活動 學生活動 （一）引入新課： 復習玻意耳定律、查理定律和蓋.呂薩克定律。 說明，前面的三個定律都是一定質量的氣體的體積、壓強、溫度三個狀態(tài)參量中都有一個參量不變，而另外兩個參量變化所遵循的規(guī)律，若三個狀態(tài)參量都發(fā)生變化時，應遵循什么樣的規(guī)律呢？這就是我們今天這節(jié)課要學習的主要問題。 （二）開始

4、新課 1．理想氣體 設問：（1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它們是物理理論推導出來的還是由實驗總結歸納得出來的？ （2）這兩個定律是在什么條件下通過實驗得到的？ 在初中我們就學過使常溫常壓下呈氣態(tài)的物質（如氧氣、氫氣等）液化的方法是降低溫度和增大壓強。這就是說，當溫度足夠低或壓強足夠大時，任何氣體都被液化了，當然也不遵循反映氣體狀態(tài)變化的玻意耳定律和查理定律了。而且實驗事實也證明：在較低溫度或較大壓強下，氣體即使未被液化，它們的實驗數據也與玻意耳定律或查理定律計算出的數據有較大的誤差。 出示投影片（1）： P (×1.013×105Pa) pV

5、值(×1.013×105PaL) H2 N2 O2 空氣 1 1.000 1.000 1.000 1.000 100 1.0690 0.9941 0.9265 0.9730 200 1.1380 1.0483 0.9140 1.0100 500 1.3565 1.3900 1.1560 1.3400 1000 1.7200 2.0685 1.7355 1.9920 ?說明講解：投影片（1）所示是在溫度為0℃，壓強為1.013×105Pa的條件下取1L幾種常見實際氣體保持溫度不變時，在不同壓強下用實驗測出的pV乘積值。從表中可看出在壓強

6、為1.013×105Pa至1.013×107Pa之間時，實驗結果與玻意耳定律計算值，近似相等，當壓強為1.013×108Pa時，玻意耳定律就完全不適用了。 這說明實際氣體只有在一定溫度和一定壓強范圍內才能近似地遵循氣體三個實驗定律。而且不同的實際氣體適用的溫度范圍和壓強范圍也是各不相同的。為了研究方便，我們假設這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴格地遵循氣體實驗定律，我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。（板書“理想氣體”概念意義。） 特點:分子體積忽略不計,分子間作用力忽略不計 2．推導理想氣體狀態(tài)方程 前面已經學過，對于一定質量的理想氣體的狀態(tài)可用三個狀態(tài)參量p、V、T來描述，

7、且知道這三個狀態(tài)參量中只有一個變而另外兩個參量保持不變的情況是不會發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個參量確定之后，第三個參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質量理想氣體的唯一確定的一個狀態(tài)。根據這一思想，我們假定一定質量的理想氣體在開始狀態(tài)時各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經過某變化過程，到末狀態(tài)時各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過程可以是各種各樣的，現假設有兩種過程： 第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V2，T1）再等容并使其溫度變?yōu)門2，則其壓強一定變?yōu)閜2，則末狀態(tài)（p2，V2，T2）。 第二種：從（p1

8、；V1，T1）先等容并使其溫度變?yōu)門2，則壓強隨之變?yōu)閜′c，此中間狀態(tài)為（p′c，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（p2，V2，T2），如投影片所示。 出示投影片（2）： 將全班同學分為兩大組，根據玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過程，自己推導理想氣體狀態(tài)過程。（即要求找出p1、V1、T1與p2、V2、T2間的等量關系。） 態(tài)參量pc或p′c均可得到： 這就是理想氣體狀態(tài)方程。它說明：一定質量的理想氣體的壓強、體積的乘積與熱力 例題1 一水銀氣壓計中混進了空氣，因而在27℃，外界大氣壓為758毫米汞柱時，這個水銀氣壓計的讀數為738毫

9、米汞柱，此時管中水銀面距管頂80毫米，當溫度降至-3℃時，這個氣壓計的讀數為743毫米汞柱，求此時的實際大氣壓值為多少毫米汞柱？ 教師引導學生按以下步驟解答此題： （1）該題研究對象是什么？ （2）畫出該題兩個狀態(tài)的示意圖： （3）分別寫出兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量： p1=758-738=20mmHg? V1=80Smm3（S是管的橫截面積）。T1=273+27=300 K p2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3 T2=273+（-3）=270K 解得? p=762.2 mmHg 從控制變量法的角度理解氣體三種變化之間的關系？

10、（3分鐘） 閱讀課本思考并回答下列問題左側兩個問題, （5分鐘） 從而了解氣體實驗三定律的局限性(3分鐘) 通過具體的數據感知氣體實驗三定律的適用條件.為理解理想氣體打下基礎.(3分鐘) 理解理想氣體的概念,并知道理想氣體的特點 理想氣體狀態(tài)方程得推倒（10分鐘） 并準確理解推導過程的各種變化 完成例題1，并總結此類問題的解題思路（5分鐘）

11、 學習札記： 備注 課堂達標練習 1、對于理想氣體下列哪些說法是不正確的（ ） A、理想氣體是嚴格遵守氣體實驗定律的氣體模型 B、理想氣體的分子間沒有分子力 C、理想氣體是一種理想模型，沒有實際意義 D、實際氣體在溫度不太低，壓強不太大的情況下，可當成理想氣體 2、一定質量的理想氣體，

12、從狀態(tài)P1、V1、T1變化到狀態(tài)P2、V2、T2。下述過程不可能的是（ ） A、P2＞ P1，V2＞ V1，T2 ＞T1 B、P2＞ P1，V2＞ V1，T2 ＜T1 C、P2＞ P1，V2＜ V1，T2 ＞T1 D、P2＞ P1，V2＜ V1，T2 ＜T1 3圖8—24 c b O T V a d 、如圖8—24所示，表示一定質量的理想氣體沿從a到b到c到d再到a的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過程，則該氣體壓強變化情況是（ ） A、 從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強減小，內能減小 B、 從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強增大，內能減小 C、 從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強增大，內能增大 D、 從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強不變，內能增大 4、密封的體積為2L的理想氣體，壓強為2atm，溫度為270C。加熱后，壓強和體積各增加20%，則它的最后溫度是 5、用活塞氣筒向一個容積為V的容器內打氣，每次能把體積為V0、壓強為P0的空氣打入容器內。若容器內原有空氣的壓強為P0，打氣過程中溫度不變，則打了n次后容器內氣體的壓強為 6、 7、某房間的容積為20m3，在溫度為170C，大氣壓強為74cmHg，室內空氣質量為25Kg，則當溫度升為270C，大氣壓強為76cmHg時，室內空氣的質量為多少？