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时间:2019-06-28
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1、粤教版高二选修3-3模块第二章固体、液体和气体《理想气体状态方程的应用》教学设计广东省云浮市新兴县惠能中学梁雪娥一、教学目标1.能通过数学推导从玻意耳定律、查理定律和盖.吕萨克定律三个定律得到理想气体的状态方程;2.能熟练运用理想气体的状态方程求解实际问题;3.通过推导,初步了解数学物理方法,建立数学与物理学间的联系。二、教学重点与难点熟练运用理想气体的状态方程求解实际问题三、知识点与学情分析本内容是粤教版选修3-3第二章第七、八节的内容,是3-3中比较难的一个知识点,对学生要求比较高,需要熟练掌握,重在应用。学生在学习本节内容时,最大的问题是涉及的状态和物理量比
2、较多,分不清给出的到底是哪个状态的哪个物理量,分不清哪个物理量变化了,哪个没有变化。代入数据时,一方面容易代错数据,另一方面容易把摄氏温度当成热力学温度代入方程。四、教学流程图复习回顾,引入课题(提问学生)能否把三个定律用一个方程表现(教师引导)数学推导(学生推导)理想气体的状态方程(学生得到结论)分析方程中的每个物理量及适用范围(师引生准确表述)通过例题分析如何应用气体方程(学生练习,教师讲解)第7页共7页分类练习(教师引导分析题目和总结类型)五、教学过程复习导入:1.上一节课我们已经知道对气体进行研究和描述时,一般涉及三个物理量:体积、压强和温度。2.当研究对
3、象的影响因素达到三个或三个以上时,我们一般采取控制变量法来研究。3.上节课我们通过控制变量法,得到了三条气体实验规律:①玻意耳定律(即等温変化):一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,压强与体积成反比.即:p1V1=p2V2或pV=恒量.②查理定律(即等容变化):一定质量的气体,在体积保持不变的条件下,压强与温度成正比.即=。③盖.吕萨克定律(即等压变化):一定质量的气体,在压强保持不变的条件下,体积与温度成正比。即=.过渡:那么我们能不能把这三个规律合并成一个式子呢?例:如图所示,一定质量的某种理想气体经历了从A到B的一个等温过程,从B到C的一个等容过程学生活
4、动:数学推导,合并成一个数学表达式教师讲解:联立①②式,消去两个方程中状态B的压强,得到关系式因为A、C是气体的两个任意状态,所以上面的式子表明,一定质量的某种理想气体,从状态1变化到状态2时,尽管p、V、T都可能改变,但压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。即或式中p为气体压强,V为气体体积,T热力学温度;c是与p、V、T无关的常量。上面两式都叫做一定质量的某种理想气体的状态方程。例1.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸.我们通常用的可乐易拉罐容积V=335mL.假设在室温(17℃)下罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满
5、CO2气体,气体压强为1atm.若易拉罐能承受的最大压强为1.2atm第7页共7页,则保存温度不能超过多少?学生活动:找一个学生上讲台做教师评讲:去CO2气体为研究对象根据理想气体的状态方程有初态:p1=1atm,T1=(273+17)K=290K,V1=V2;末态:p2=1.2atm,T2待求.有T2=348K即t=348-273=750C注意:1.找准初态和末态,以及对应的每一个状态参量2.温度为热力学温度对应练习:(学生活动)如图所示的装置称为伽利略温度计,如图所示的装置称为伽利略温度计,玻璃泡A内封有一定质量的气体,与A相连的细管B插在水银槽中,管内水银面
6、的高度h即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由管B上的刻度直接读出,设管B的容积与玻璃泡A的容积相比可以忽略不计,已知温度为27℃、大气压为76cmHg时,管内水银面的高度为16cm,求温度变为0℃时,管内水银面的高度为多少厘米?教师评讲关键:初态:p1=p0-h1=76-16=60cmHg,T1=(273+27)K=300K,V1=V2;末态:T2=273K,求p2.归类练习:一、单部分气体典型问题例1:(学生活动)如图所示,体积为V0的容器内有一个薄的活塞,活塞的横截面积为S,与汽缸内壁之间的滑动摩擦力为F,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.在汽缸内充有一定
7、质量的理想气体,初始状态体积为V0,温度为T0,气体压强与外界大气压均为p0.现缓慢加热气体,使活塞缓慢移动至汽缸口,求:①活塞刚要开始移动时,气体的温度;②活塞刚移动至汽缸口时,气体的温度.分析:①从初始状态到活塞刚要开始移动时初态:p1=p0V1=V2=V0T1=T0第7页共7页末态:p2=p0+求T2②从刚开始运动到活塞刚移动至汽缸口时初态:p2=p2=p0+V2=V0T2=T2末态:V3=V0求T3练习1:(学生活动)如图所示,竖直放置的汽缸,活塞横截面积为S=0.01m2,可在汽缸内无摩擦滑动.汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通,汽缸内封闭了一
8、段高为80
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