高中物理理想气体状态方程教学设计学情分析教材分析课后反思Word下载.docx

1、这就是我们今天这节课要学习的主要问题。（二）教学过程设计1、关于“理想气体”概念的教学设问：（1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它们是物理理论推导出来的还是由实验总结归纳得出来的？答案是：由实验总结归纳得出的。（2）这两个定律是在什么条件下通过实验得到的？老师引导学生知道是在温度不太低（与常温比较）和压强不太大（与大气压强相比）的条件得出的。老师讲解：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

2、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。出示投影片（1）：p（Pa）pV值（PaL）空气110020050010001.0001.06901.13801.35651.72000.99411.04831.39002.06850.92650.91401.15601.73550.97301.01001.34001.9920说明讲解：投影片（l）所示是在温度为0，压强为Pa的条件下取1L几种常见实际气体保持温度不变时，在不同压强下用实验测出的pV乘积值。从表中可看出在压强为Pa至Pa之间时，实验结果与玻意耳定律计算值，近似相等，当压强为Pa时，玻意耳定律

3、就完全不适用了。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，我们假设这样一种气体，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。）2推导理想气体状态方程前面已经学过，对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、T来描述，且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说：若其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状

4、态。根据这一思想，我们假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（），这中间的变化过程可以是各种各样的，现假设有两种过程：第一种：从（）先等温并使其体积变为，压强随之变为，此中间状态为（）再等容并使其温度变为，则其压强一定变为，则末状态（）。第二种：）先等容并使其温度变为，则压强随之变为），再等温并使其体积变为，则压强也一定变为，也到末状态（），如投影片所示。出示投影片（2）：将全班同学分为两大组，根据玻意耳定律和查理定律，分别按两种过程，自己推导理想气体状态过程。（即要求找出与间的等量关系。基本方法是：解联立方程或消去中间状态参量或均可得到：

5、这就是理想气体状态方程。它说明：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。3推导并验证盖吕萨克定律设问：（1）若上述理想气体状态方程中，方程形式变化成怎样的形式？答案：或（2）本身说明气体状态变化有什么特点？说明等效地看作气体做等压变化。（即压强保持不变的变化）由此可得出结论：当压强不变时，一定质量的理想气体的体积与热力学温度成正比。这个结论最初是法国科学家盖吕萨克在研究气体膨胀的实验中得到的，也叫盖吕萨克定律。它也属于实验定律。当今可以设计多种实验方法来验证这一结论。今天我们利用在验证玻意耳定律中用过的气体定律实验器来验证这一定律。演示实验：实验装置如图所示，此实验保

6、持压强不变，只是利用改变烧杯中的水温来确定三个温度状态，这可从温度计上读出，再分别换算成热力学温度，再利用气体实验器上的刻度值作为达热平衡时，被封闭气体的体积值，分别为，填入下表：出示投影幻灯片（3）：然后让学生用计算器迅速算出、，只要读数精确，则这几个值会近似相等，从而证明了盖4课堂练习出示投影幻灯片（4），显示例题（1）：例题 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

7、究对象是什么？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：（S是管的横截面积）。（4）将数据代入理想气体状态方程：得解得（三）课堂小结1在任何温度和任何压强下都能严格遵循气体实验定律的气体叫理想气体。2理想气体状态方程为：3盖吕萨克定律是指：一定质量的气体在压强不变的条件下，它的体积与热力学温度成正比。第3讲理想气体的状态方程目标定位1.了解理想气体的概念，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体.2.掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题.一、理想气体1定义：在任何温度、任何压强下都严格遵从 的气体2实际气体在压强 （相对

8、大气压）、温度 （相对室温）时可当成理想气体处理3理想气体是一种 的模型，是对实际气体的 二、理想气体的状态方程1内容：一定 的某种理想气体，在从一个状态（p1、V1、T1）变化到另一个状态（p2、V2、T2）时，尽管p、V、T都可能改变，但是 的乘积与 的比值保持不变2理想气体状态方程表达式：C（常量） 3推导方法：（1）控制变量法（2）选定状态变化法 4成立条件：质量一定的理想气体一、理想气体状态方程1理想气体（1）理解：理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想化模型，是实际气体的一种近似（2）特点：严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计

9、，分子可视为质点理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关2理想气体状态方程与气体实验定律3应用状态方程解题的一般步骤（1）明确研究对象，即一定质量的理想气体；（2）确定气体在初、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；（3）由状态方程列式求解；（4）讨论结果的合理性例1一水银气压计中混进了空气，因而在27 、外界大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm，当温度降至3 时，这个气压计的读数为743 mmHg，求此时的实际大气压值为多少m

10、mHg?针对训练内径均匀的L形直角细玻璃管，一端封闭，一端开口竖直向上，用水银柱将一定质量空气封存在封闭端内，空气柱长4 cm，水银柱高58 cm，进入封闭端长2 cm，如图1所示，温度是87 ，大气压强为75 cmHg，求：图1（1）在图示位置空气柱的压强p1；（2）在图示位置，要使空气柱的长度变为3 cm，温度必须降低到多少度？二、理想气体状态方程与气体图象1一定质量的理想气体的各种图象 类别图线特点举例p VpVCT（其中C为恒量），即pV之乘积越大的等温线温度越高，线离原点越远p pCT，斜率kCT，即斜率越大，温度越高p TpT，斜率k，即斜率越大，体积越小V TV，即斜率越大，压强

11、越小2.理想气体状态方程与一般状态变化图象基本方法：化“一般”为“特殊”，如图2是一定质量的某种理想气体的状态变化过程ABCA.在VT图线上，等压线是一簇延长线过原点的直线，过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程，因pApBpC，即pApBpC，所以AB压强增大，温度降低，体积缩小，BC温度升高，体积减小，压强增大，CA温度降低，体积增大，压强减小例2一定质量的理想气体的p-t图象如图3所示，在从状态A变到状态B的过程中，体积（）A一定不变 B一定减小C一定增大 D不能判定怎样变化针对训练如图4所示，A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB.由图可知（）ATA2TB BTB4TACTB6TA DTB8TA1对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能实现的是（）A使气体体积增加而同时温度降低B使气体温度升高，体积不变、压强减小C使气体温度不变，而压强、体积同时增大D使气体温度升高，压强减小，体积减小2一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T，经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是（）A先等温膨胀，再等容降温 B先等温压缩，再等容降温C先等容升温，再等温压缩 D先等容降温，再等温压缩3如图5所示，在p-T坐标系