高中物理 8.3《理想氣體的狀態(tài)方程》課件 新人教版選修3-3.ppt

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8 3 理想氣體的狀態(tài)方程 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與能力1 知識(shí)要求 1 初步理解 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 2 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 3 通過(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 重點(diǎn) 難點(diǎn)分析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 教具1 氣體定律實(shí)驗(yàn)器 燒杯 溫度計(jì)等 一 理想氣體 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 理想氣體具有以下特點(diǎn) 1 氣體分子是一種沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu) 不占有體積的剛性質(zhì)點(diǎn) 2 氣體分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 除碰撞的瞬間外 分子之間以及分子和器壁之間都無(wú)相互作用力 3 分子之間和分子與器壁之間的碰撞 都是完全彈性碰撞 除碰撞以外 分子的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng) 各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等 理想氣體是不存在的 1 在常溫常壓下 大多數(shù)實(shí)際氣體 尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體 2 在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度 壓強(qiáng)不超過(guò)大氣壓的幾倍時(shí) 很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來(lái)處理 3 理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定 與氣體的體積無(wú)關(guān) 二 推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程 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 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) 假定一定質(zhì)量的理想氣體在開始狀態(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)?p2 V2 T2 這中間的變化過(guò)程可以是各種各樣的 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 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 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 三 理想氣體的狀態(tài)方程 一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng) 體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù) 使用條件 一定質(zhì)量的某種理想氣體 恒量由兩個(gè)因素決定 1 理想氣體的質(zhì)量 2 理想氣體的種類 氣體的物質(zhì)的量決定 不同種類的理想氣體 具有相同的狀態(tài) 同時(shí)具有相同的物質(zhì)的量 這個(gè)恒量就相同 例題一 例題二 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 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 混入水銀氣壓計(jì)中的空氣 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 20mmHgV1 80Smm3 S是管的橫截面積 T1 273 27 300Kp2 p 743mmHgV2 738 80 S 743S 75Smm3 T2 273 3 270K 解得p 762 2mmHg