理想气体状态方程教案

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1、第4页共4页理想气体状态方程一、教学目标：1、知识目标：初步理解“理想气体”的概念掌握运用玻意尔定律、查理定律和盖•吕萨克推导理想气体状态方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程分析理想气体初末状态，解答有关的简单问题。2、方法和过程：通过推导理想气体状态方程及对气体初末状态的判断，培养学生严密的逻辑思维能力。3、情感、态度和价值观：通过采用不同方法推导出理想气体状态方程，使同学们养成全面思考问题的习惯。而对气体初末状态变化的分析，则教会学生看到问题要抓住问题的本质。二、教学重点、难点分析：1、如何理解理想气体状态方程是本节课的重点，也是中学阶段解答气体问题

2、所遵循的最重要的规律之一。2、本节课的难点在于如何分析气体变化问题的初末状态参量。尤其是末状态，各部分都发生变化的情况，更要选取合适的参考对象，找到压强变化与气体体积变化的关系。三、主要教学过程：（一）、课堂引入由生活中螃蟹在水中吐出的气泡上升过程中的变化问题引发思考，将该气泡作为理想气体，气泡上升到水面时体积是水底初始时的多少倍？并给出具体数值，分别计算两种不同情况下，即湖底和湖面温度相同和不同时分别是多少？学生计算温度相同时可以直接运用前面学习的等温变化规律（玻意尔定律）直接解得，但对于温度不同时，气泡三个状态参量都变化的情况却不能运用所学的三大定律解决。由此引入研究，气体在三个状态都变

3、化时的规律的探究。（二）、教学过程的设计1、进行“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强下，气体即使未

4、被液化，它们的实验数据也与玻意尔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(×1.013×105Pa)pV值(×1.013×105PaL)H2N2O2空气11.0001.0001.0001.0001001.06900.99410.92650.9730第4页共4页2001.13801.04830.91401.01005001.35651.39001.15601.340010001.72002.06851.73551.9920说明讲解：投影片（1）所示是在温度为0℃，压强为1.013×105Pa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

5、表中可看出在压强为1.013×105Pa至1.013×107Pa之间时，实验结果与玻意耳定律计算值，近似相等，当压强为1.013×108Pa时，玻意耳定律就完全不适用了。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。）从微观上来看，理想气体实际上应该是完全忽略分子本身体积大小、完全不计分子间相互作用力的气体。即势能Ep=0。想一想：有人说，一定m

6、的气体温度升高，则内能也一定增大，这种说法对吗？回答：正确，温度升高，气体分子平均动能升高，而理想气体Ep=0，分子内能增大。几点说明：1）理想气体是一种理想化的模型。2）通常温度和压强下，一般气体都可以看作理想气体。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（P1，V1，T1），经

7、过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（P2，V2，T2），这中间的变化过程可以是各种各样的，气体状态变化与路径无关只与初末状态有关。•A(P1V1T1)P•B(P2V2T2)V【例1】某气体由状态A（P1V1T1）到状态B（P2V2T2）,根据所学的气体实验定律知识，你能设计出几种不同的变化路径？根据气体定律关系，你能否发现始末状态之间的关系？现假设有两种过程：第一种：从（P1，V1，T1）先等温并使其体积