2022年2021-高中物理8.3《理想气体的状态方程》教案新人教版选修3-3

1、2019-2020 年高中物理 8.3 理想气体的状态方程教案新人教版选修 3-3教学目标1在物理知识方面的要求：（1）初步理解“理想气体”的概念。（ 2）掌握运用玻意耳定律和查理定律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解答有关简单问题。（ 3）熟记盖吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。2通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。3通过用实验验证盖吕萨克定律的教学过程，使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对学生进行“实践是检验真理唯一的标

2、准”的教育。重点、难点分析1理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一。2对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象，而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。另外在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上也有一定难度。教学过程引入新课玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时，压强与体积变化所遵循的规律，而查理定律是一定质量的气体在体积不变时，压强与温度变化时所遵循的规

3、律，即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律，若三个状态参量都发生变化时，应遵循什么样的规律呢？教学过程设计一关于“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。讲解：在初中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，

4、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。p ( 1.013105pa) pv值( 1.013105pal) h2n2o2空气精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - -出示表格（ 1）：（ 1

5、）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 ”。二推导理想气体状态方程对

6、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，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，现假设有两种过程：第一种：从（p1，v1，t1）先等温并使其体积变为v2，压强随之变为pc，此中间状态为（ pc，v2，t1）再等容并使其温度变为t2，则其压强一定变为

7、p2，则末状态（ p2，v2， t2）。第二种：从（p1；v1，t1）先等容并使其温度变为t2，则压强随之变为pc，此中间状态为（ pc，v1，t2），再等温并使其体积变为v2，则压强也一定变为p2，也到末状态（ p2，v2，t2）。结论： 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。三推导并验证盖吕萨克定律（法国）设问：（ 1）若上述理想气体状态方程中，p1=p2，方程形式变化成怎样的形式？（ 2）p1=p2本身说明气体状态变化有什么特点？答案：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

8、。演示实验：实验装置如图所示，此实验保持压强不变，只是利用改变烧杯中的水温来确定三个温度状态t1、t2、t3，这可从温度计上读出，再分别换算成热力学温度t1、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 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - -

9、- - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - -t2、t3，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v1、 v2、v3，填入下表：出示投影幻灯片（3）：t1t2t3t1t2t3v1v2v3这几个值会近似相等，从而证明了盖吕萨克定律。课堂练习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

10、气压值为多少毫米汞柱？解：分别写出两个状态的状态参量：p1=758-738=20mmhg v1=80smm3 （s是管的横截面积）。t1=273+27=300 k p2=p-743mmhg v2=（ 738+80）s-743s=75smm3t2=273+（-3）=270k 解得 p=762.2 mmhg 2019-2020 年高中物理 9.2 液体学案新人教版选修3-3学习目标：知识与技能：（1）知道液体具有一定的体积，不易被压缩，没有固定形状，具有流动性，掌握液体的微观结构。（2）知道液体表面有收缩的趋势，会分析表面层的分子微观结构，理解液体表面存在张力，会对相关现象做出解释。（3）知道浸润

11、和不浸润现象，会从分子微观结构对浸润于不浸润想象进行解释。（4）知道什么是毛细现象，会进行原因分析。过程与方法：通过演示实验和学生实验，让学生对液体的相关特殊现象产生兴趣，培养学生分析问题的方法从现象到本质，由潜入深，用分子的微观结构来分析物质的宏观特性和主动、积极的科学探究能力。情感态度与价值观：精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - -让学生猛

12、然发觉看似简单的液体竟会蕴含如此多的相关想象，激发了学生学习物理的兴趣和积极性，让学生体会到分子动理论不但能在微观意义上研究气体、固体，而且能研究液体。重点：液体的几种现象难点：几种现象产生的原因知识链接：简述分子间作用力与分子距离的关系。学法指导：学习过程：一、液体的微观结构1、 举例说明液体分子间的距离比气体分子间距离小得多。2、 举例说明液体分子间作用力比固体分子间作用力要小。3、 举例说明液体分子的移动比固体更容易。二、液体的表面张力4、 哪些实例说明液体存在表面张力？（有趣的实验可以做一做）5、 利用分子动理论解释液体为什么存在表面张力？精品学习资料 可选择p d f - - - -

13、 - - - - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - -三、浸润和不浸润6、 什么是浸润？什么是不浸润？7、 举例说明哪些液体和哪些固体浸润，哪些液体和哪些固体不浸润。8、 液体放在玻璃容器中浸润与不浸润有什么区别？9、 从分子力的角度解释浸润与不浸润现象。四、毛细现象10、什么是毛细现象？11、毛细现象是因为液体浸润管壁，那么管壁粗细和液面高度有什么关系？12、举例说说生活中的毛细现象。五、液晶精品学习资

14、料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - -13、简述奥地利植物学家赖尼策发现液晶的过程。（口述）14、德国物理学家雷曼经过系统研究发现了液晶的性质，请你在下面写出。15、说说液晶在现代生活中有哪些应用？课堂小结：达标训练：1、 教材 p4 练习 1 2、 教材 p42 练习 2 3、 教材 p42 练习 3 4、 教材 p42 练习 4 5、 教材 p42

15、练习 5 液体分子的微观结构液体的表面张力浸润与不浸润毛细现象液晶的性质和液晶分子排列的特点精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - -6、 教材 p42 练习 6 7、下列现象中与表面张力有关的是( ). (a) 水中的气泡呈球形(b) 草叶上的露珠呈球形(c) 刚洗完头，头发粘在一起(d) 木块浮在水 a中8、下列现象中因液体表面张力引起的是(a

16、 ). (a) 雨点都近似球形的(b) 蜡烛燃烧时，融化后的蜡烛油冷却后呈球形(c) 熔化的玻璃可做成各种玻璃器皿(d) 缝衣针能飘浮在水面上9、下列现象中与毛细现象有关的是( ). (a) 水银压强计示数要比实际稍小(b) 吸水纸有吸水性(c) 油沿灯芯向上升(d) 水顺着树向卜升10、对于液晶，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如 _ _、_ _、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等，都可以改变液晶的光学性质. 11、通常棒状分子、 _ _、_ _的物质容易具有液晶态. 12、液晶像液体具有_，又像晶体，分子在特定方向排列比较整齐，具有_. 13、关于液体

17、表面张力的方向和大小，正确的说法是( ). (a) 表面张力的方向与液面垂直(b) 表面张力的方向与液面相切，并垂直于分界线(c) 表面张力的大小是跟分界线的长度成正比的(d) 表面张力就本质上来说也是万有引力精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - -14、若没有空气阻力，雨滴在自由下落时的形状如图的( ). 15、利用液晶 _的特性可以做成显示元件 . 16、在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图(a) 所示，若将此容器置于在轨道上正常运行