高中物理教科版3第二章气体理想气体 第三章第3节理想气体

三、理想气体教学目标1．知道理想气体模型，并知道实际气体在什么情况下可以近似看成理想气体。2．能够陈述建立理想气体模型的意义，领略理想化模型在研究中的作用。3．通过讨论与交流，探究决定理想气体内能的因素。重点难点重点：理想气体模型难点：理想气体状态变化的分析设计思想理想气体模型是热学中一个重要的模型，所有气体实验定律成立的前提都是针对理想气体而言的，本节通过对“不同气体”和“同种气体不同条件”在状态变化过程中各参量之间实际值与理论值的偏差比较，建立了气体的理想化模型――理想气体，并从宏观和微观两个角度阐述了什么叫理想气体，以及建立理想气体模型的实际意义，使学生进一步认识理想化模型的方法。理想气体内能只与温度有关这一结论也是后续章节中对功能关系讨论的重要结论。教材中并未出现理想气体状态方程，可由气体实验三定律稍加推导，由特殊到一般，由简单到复杂，使学生站在更高的高度理解气体实验定律。教学资源《理想气体》多媒体课件教学设计【课堂引入】问题：前面的学习中我们以空气作为研究对象在一定实验条件下，得到了气体的三条实验定律，那它们是否对所有气体都成立呢？对其他气体实验值与理论值是否有偏差呢？带着这一问题，我们来学习第5节――理想气体。【课堂学习】学习活动一：不同气体的比较（过渡：我们可以采用控制变量的思想，先研究不同气体在相同条件下的偏差，再研究同种气体在不同条件下的偏差。请学生研究课本中两个表格中的实验数据）讨论交流：（学生充分发言，发表见解，教师总结）结论：在温度不太低、压强不太高的条件下，不同气体都能在较高程度上近似地遵守气体实验定律。学习活动二：同种气体不同条件下的比较结论：气体在压强太大时，实验值和理论值的偏差较大。（通过数据使学生有一定的感性认识，充分认识到建立理想气体模型的意义。）学习活动三：建立理想气体模型问题1：有没有一种气体在任何条件下都遵守气体实验定律呢？在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体叫理想气体。问题2：在实际生活中理想气体是否真的存在？有何意义？不存在，这是一种理想化模型,是对实际气体的科学抽象，是抓住主要因素忽略次要因素得出的一个模型。问题3：实际气体在什么条件下可以当做理想气体来处理，而不会出现太大的偏差呢？从前面的实验数据中可以看出实际气体在温度不太低、压强不太大的条件下可以当做理想气体来处理。问题4：“温度不太低、压强不太大”这一条件从微观角度又如何解释呢？在这一条件下，气体都是“稀薄”的，即气体分子间的距离远大于其本身线度，分子间除了碰撞外，相互作用力可以忽略不计，气体实验定律就是在这样的条件下得出的。理想气体的微观特点：其分子都是不占有空间的质点，分子间除了碰撞外完全没有相互作用力。问题5：一定质量理想气体的内能由哪些因素决定？由于理想气体分子间不计互相作用力，故而不计分子势能，即只考虑分子动能，而温度是分子平均动能的标志，所以一定质量理想气体的内能仅由温度决定，与体积变化无关。学习活动四：推导理想气体状态方程问题1：一定质量理想气体的三个状态参量都发生变化，它们的变化有什么关系呢？假设一定质量的气体由状态=1\*ROMANI（p1、V1、T1）变化到状态=2\*ROMANII（p2、V2、T2），这两组状态参量之间有什么关系？设想气体先由状态=1\*ROMANI经等温变化为（p’、V2、T1），再由这个中间状态经等容变化达状态=2\*ROMANII（p2、V2、T2），分别则玻意耳定律和查理定律可得：和，联立可得：（也可写成），这就是理想气体的状态方程。PP1V1T1P’V2T1P2V2T2状态=1\*ROMANI状态=1\*ROMANI=2\*ROMANI中间状态（让学生明白气体实验定律其实是气态方程的特例。）问题2：一定质量理想气体的三个状态参量可能只有一个变化而另两个参量不变化吗？（学生根据理想气体状态方程回答）【课堂小结】问题1：实际气体在什么条件下遵守气体实验定律？问题2：什么叫理想气体？实际气体在什么条件下可以当做理想气体？问题3：理想气体在微观上有哪些特征？问题4：理想气体的内能由什么决定？问题5：什么是理想气体的状态方程？【板书设计】第五节理想气体不同气体的比较在温度不太低、压强不太大的条件下，所有气体都能在较高程度上近似地遵守气体实验定律。同种气体不同条件下的比较在压强太大，温度太低时，实验值和理论值的偏差较大理想气体在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体叫理想气体理想气体的微观特点：一定质量理想气体的内能仅与温度有关4、理想气体状态方程：课堂反馈1、下列说法中正确的是()A．理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B．理想气体的分子间除了互相碰撞外，无其他相互作用C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可当成理想气体D．任何气体都可以看成理想气体2、对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（）A．分子热运动变剧烈时，压强必变大B．分子热运动变剧烈时，压强可以不变C．分子间的平均距离变大时，压强必变小D．分子间的平均距离变大时，压强必变大3、一定质量理想气体，下列哪种状态变化是不可能发生的（）A.温度不变，体积和压强都变化B.体积不变，温度和压强都变化C.压强不变，温度和体积都变化D.温度和压强不变，体积变化4、实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦)，活塞的质量为m，气缸内部的横截面积为S。用滴管将水缓慢滴在活塞上，最终水层的高度为h，如图所示。在此过程中，若大气压强恒为，室内的温度不变，水的密度为，重力加速度为g，则：（1）图示状态气缸内气体的压强为；（2）以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是。5、一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A.压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大B.压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大C.压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大D.压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大6、如图所示是一定质量的理想气体的p--V图线，其中表示气体在A状态的内能大于B状态的内能的是(A选项为双曲线的一部分)（）00ApVAB0BpVAB0CpVAB0DpVAB7、已知理想气体的内能与温度成正比．如图3－综－5所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能（）A．先增大后减小B．先减小后增大C．单调变化D．保持不变参考答案：1、ABC2、B3、D4、A5、A6、BD7、B课后测评1、下列说法正确的是（）A.玻意耳定律对任何压强都适用B.盖·吕萨克定律对任意温度都适用C.常温、常压下的许多气体都可以近似当做理想气体D.一定质量的气体，在任何压强下，它的体积跟温度成正比2、一定质量的理想气体()A．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于初始温度B．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于初始体积C．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于初始温度D．先等容升温，再等温压缩，其压强必大于初始压强3、如图所示，将一气缸悬挂在弹簧下，缸内密闭了一定质量的理想气体，活塞与缸壁间的摩擦不计，若缸内气体的温度升高到某一数值，下列物理量发生变化的是（）A．缸底与活塞的距离hB．缸底的高度HC.气体的压强pD.弹簧的长度L4、要使一定质量的理想气体的体积增大到原来的6倍,以下什么方法是正确的()A.压强变为原来的1/3,热力学温度变为原来的2倍B.压强变为原来的2倍,热力学温度变为原来的3倍C.压强变为原来的1/3倍,热力学温度变为原来的1/2D.压强变为原来的2倍,热力学温度变为原来的1/35、一定质量的理想气体，由状态A（1，3）沿直线AB变化到状态C（3，1），如图所示，气体在A、B、C三个状态中的温度之比是()：1：1B.1：2：3C.3：4：3D.4：3：46、如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A．其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）．该循环过程中，下列说法正确的是（）A．过程中，外界对气体做功B．过程中，气体分子的平均动能增大C．过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D．过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化7、一圆柱形气缸直立在地面上，内有一个具有质量、无摩擦的绝热活塞，把气缸分成容积相同的A、B两部分，如图所