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(shí) 1 教 學(xué) 目 的 （一）知識(shí)與技能 （1）理解“理想氣體”的概念。 （2）掌握運(yùn)用玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過(guò)程，熟記理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能正確運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程解答有關(guān)簡(jiǎn)單問(wèn)題。 （3）熟記蓋·呂薩克定律及數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能正確用它來(lái)解答氣體等壓變化的有關(guān)問(wèn)題。 （二）過(guò)程與方法 通過(guò)推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程及由理想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)蓋·呂薩克定律的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通

2、過(guò)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蓋·呂薩克定律的教學(xué)過(guò)程，使學(xué)生學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證成正比關(guān)系的物理定律的一種方法，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一的標(biāo)準(zhǔn)”的教育。 重 難 點(diǎn) 1、理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點(diǎn)，因?yàn)樗粌H是本節(jié)課的核心內(nèi)容，還是中學(xué)階段解答氣體問(wèn)題所遵循的最重要的規(guī)律之一。 2、對(duì)“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)檫@一概念對(duì)中學(xué)生來(lái)講十分抽象，而且在本節(jié)只能從宏觀現(xiàn)象對(duì)“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(dòng)理論方面才能對(duì)“理想氣體”給予進(jìn)一步的論述。另外在推導(dǎo)氣體狀態(tài)方程的過(guò)程中用狀態(tài)參量來(lái)表示氣體狀態(tài)的變化也很抽象，學(xué)生理解上也有一定難度。

3、教學(xué)方法 講述法、分析推理法。 教 學(xué) 過(guò) 程 教 學(xué) 過(guò) 程 教 學(xué) 過(guò) 程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) （一）引入新課： 復(fù)習(xí)玻意耳定律、查理定律和蓋.呂薩克定律。 說(shuō)明，前面的三個(gè)定律都是一定質(zhì)量的氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度三個(gè)狀態(tài)參量中都有一個(gè)參量不變，而另外兩個(gè)參量變化所遵循的規(guī)律，若三個(gè)狀態(tài)參量都發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)遵循什么樣的規(guī)律呢？這就是我們今天這節(jié)課要學(xué)習(xí)的主要問(wèn)題。 （二）開(kāi)始

4、新課 1．理想氣體 設(shè)問(wèn)：（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(dǎo)出來(lái)的還是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納得出來(lái)的？ （2）這兩個(gè)定律是在什么條件下通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的？ 在初中我們就學(xué)過(guò)使常溫常壓下呈氣態(tài)的物質(zhì)（如氧氣、氫氣等）液化的方法是降低溫度和增大壓強(qiáng)。這就是說(shuō)，當(dāng)溫度足夠低或壓強(qiáng)足夠大時(shí)，任何氣體都被液化了，當(dāng)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(shí)驗(yàn)事實(shí)也證明：在較低溫度或較大壓強(qiáng)下，氣體即使未被液化，它們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也與玻意耳定律或查理定律計(jì)算出的數(shù)據(jù)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(shuō)明講解：投影片（1）所示是在溫度為0℃，壓強(qiáng)為1.013×105Pa的條件下取1L幾種常見(jiàn)實(shí)際氣體保持溫度不變時(shí)，在不同壓強(qiáng)下用實(shí)驗(yàn)測(cè)出的pV乘積值。從表中可看出在壓強(qiáng)

6、為1.013×105Pa至1.013×107Pa之間時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與玻意耳定律計(jì)算值，近似相等，當(dāng)壓強(qiáng)為1.013×108Pa時(shí)，玻意耳定律就完全不適用了。 這說(shuō)明實(shí)際氣體只有在一定溫度和一定壓強(qiáng)范圍內(nèi)才能近似地遵循氣體三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律。而且不同的實(shí)際氣體適用的溫度范圍和壓強(qiáng)范圍也是各不相同的。為了研究方便，我們假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律，我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。（板書(shū)“理想氣體”概念意義。） 特點(diǎn):分子體積忽略不計(jì),分子間作用力忽略不計(jì) 2．推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程 前面已經(jīng)學(xué)過(guò)，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個(gè)狀態(tài)參量p、V、T來(lái)描述，

7、且知道這三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)變而另外兩個(gè)參量保持不變的情況是不會(huì)發(fā)生的。換句話說(shuō)：若其中任意兩個(gè)參量確定之后，第三個(gè)參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個(gè)狀態(tài)。根據(jù)這一思想，我們假定一定質(zhì)量的理想氣體在開(kāi)始狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經(jīng)過(guò)某變化過(guò)程，到末狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過(guò)程可以是各種各樣的，現(xiàn)假設(shè)有兩種過(guò)程： 第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(xué)分為兩大組，根據(jù)玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過(guò)程，自己推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)過(guò)程。（即要求找出p1、V1、T1與p2、V2、T2間的等量關(guān)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(shuō)明：一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力 例題1 一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27℃，外界大氣壓為758毫米汞柱時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738毫

9、米汞柱，此時(shí)管中水銀面距管頂80毫米，當(dāng)溫度降至-3℃時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743毫米汞柱，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多少毫米汞柱？ 教師引導(dǎo)學(xué)生按以下步驟解答此題： （1）該題研究對(duì)象是什么？ （2）畫出該題兩個(gè)狀態(tài)的示意圖： （3）分別寫出兩個(gè)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(guān)系？

10、（3分鐘） 閱讀課本思考并回答下列問(wèn)題左側(cè)兩個(gè)問(wèn)題, （5分鐘） 從而了解氣體實(shí)驗(yàn)三定律的局限性(3分鐘) 通過(guò)具體的數(shù)據(jù)感知?dú)怏w實(shí)驗(yàn)三定律的適用條件.為理解理想氣體打下基礎(chǔ).(3分鐘) 理解理想氣體的概念,并知道理想氣體的特點(diǎn) 理想氣體狀態(tài)方程得推倒（10分鐘） 并準(zhǔn)確理解推導(dǎo)過(guò)程的各種變化 完成例題1，并總結(jié)此類問(wèn)題的解題思路（5分鐘）

11、 學(xué)習(xí)札記： 備注 課堂達(dá)標(biāo)練習(xí) 1、對(duì)于理想氣體下列哪些說(shuō)法是不正確的（ ） A、理想氣體是嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體模型 B、理想氣體的分子間沒(méi)有分子力 C、理想氣體是一種理想模型，沒(méi)有實(shí)際意義 D、實(shí)際氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下，可當(dāng)成理想氣體 2、一定質(zhì)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(guò)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(zhì)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(guò)程，則該氣體壓強(qiáng)變化情況是（ ） A、 從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能減小 B、 從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小 C、 從狀態(tài)a到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大 D、 從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強(qiáng)不變，內(nèi)能增大 4、密封的體積為2L的理想氣體，壓強(qiáng)為2atm，溫度為270C。加熱后，壓強(qiáng)和體積各增加20%，則它的最后溫度是 5、用活塞氣筒向一個(gè)容積為V的容器內(nèi)打氣，每次能把體積為V0、壓強(qiáng)為P0的空氣打入容器內(nèi)。若容器內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為P0，打氣過(guò)程中溫度不變，則打了n次后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 6、 7、某房間的容積為20m3，在溫度為170C，大氣壓強(qiáng)為74cmHg，室內(nèi)空氣質(zhì)量為25Kg，則當(dāng)溫度升為270C，大氣壓強(qiáng)為76cmHg時(shí)，室內(nèi)空氣的質(zhì)量為多少？