2024-2025学年高中物理第8章气体3理想气体的状态方程教案2新人教版选修3-3

PAGE1-志向气体的状态方程课时课题志向气体的状态方程课型新授课课标要求．驾驭志向气体状态方程的内容及表达式。2．知道志向气体状态方程的运用条件。教学目标学问与实力．驾驭志向气体状态方程的内容及表达式。2．知道志向气体状态方程的运用条件。3．会用志向气体状态方程进行简洁的运算。过程与方法推导志向气体状态方程培育学生利用所学学问解决实际问题的实力情感、看法与价值观志向气体是学生遇到的又一个志向化模型，正确建立模型，对于学好物理是特别重要的，因此留意对学生进行物理建模方面的教化教学重点1．驾驭志向气体状态方程的内容及表达式。知道志向气体状态方程的运用条件。2．正确选取热学探讨对象，抓住气体的初、末状态，正确确定气体的状态参量，从而应用志向气体状态方程求解有关问题。教学难点应用志向气体状态方程求解有关问题教学方法启发、讲授、试验探究教学程序设计教学过程及方法环节一明标自学过程设计二次备课“明标自学”：复习预习引入.前面我们已经学习了三个气体试验定律，玻意耳定律、查理定律、盖－吕萨克定律。这三个定律分别描述了怎样的规律？说出它们的公式。2.以上三个定律探讨的都是一个参量改变时另外两个参量的关系。那么，当气体的p、V、T三个参量都改变时，它们的关系如何呢？教学过程及方法环节二合作释疑环节三点拨拓展过程设计二次备课一、志向气体问题：以下是肯定质量的空气在温度不变时，体积随常压和特别压改变的试验数据：压强（p）（atm）空气体积V（L）pV值(1×1.013×105PaL)110020050010001.0000.9730/1001.0100/2001.3400/5001.9920/10001.0000.97301.01001.34001.9920问题分析：（1）从表中发觉了什么规律？在压强不太大的状况下，试验结果跟试验定律——玻意耳定律基本吻合，而在压强较大时，玻意耳定律则完全不适用了。（2）为什么在压强较大时，玻意耳定律不成立呢？假如温度太低，查理定律是否也不成立呢？eq\o\ac(○,1)分子本身有体积，但在气体状态下分子的体积相对于分子间的空隙很小，可以忽视不计。eq\o\ac(○,2)分子间有相互作用的引力和斥力，但分子力相对于分子的弹性碰撞时的冲力很小，也可以忽视。eq\o\ac(○,3)肯定质量的气体，在温度不变时，假如压强不太大，气体分子自身体积可忽视，玻意耳定律成立，但在压强足够大时，气体体积足够小而分子本身不能压缩，分子体积明显不能忽视，这样，玻意耳定律也就不成立了。eq\o\ac(○,4)肯定质量的气体，在体积不变时，假如温度足够低，分子动能特别小，与碰撞时的冲力相比，分子间分子力不能忽视，因此查理定律亦不成立了。总结规律：设想有这样的气体，气体分子本身体积完全可以忽视，分子间的作用力完全等于零，也就是说，气体严格遵守试验定律。这样的气体就叫做志向气体。a.实际的气体，在温度不太低、压强不太大时，可以近似为志向气体。b.志向气体是一个志向化模型，实际气体在压强不太大、温度不太低的状况下可以看作是志向气体．二、志向气体的状态方程情景设置：志向气体状态方程是依据气体试验定律推导得到的。如图所示，肯定质量的志向气体由状态1（T1、p1、v1）改变到状态2（T2、p2、v2），各状态参量改变有什么样的改变呢？我们可以假设先让气体由状态1（T1、p1、v1）经等温改变到状态c（T1、pc、v2），再经过等容改变到状态2（T2、p2、v2）。推导过程：状态A→状态B，等温改变，由玻意耳定律：状态B→状态C，等容改变，由查理定律：两式消去，得又，代入上式得上式即为状态A的三个参量pA、VA、TA与状态C的三个参量pC、VC、TC的关系。总结规律：（1）内容：肯定质量的志向气体，在状态发生改变时，它的压强P和体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变，总等于一个常量。这个规律叫做肯定质量的志向气体状态方程。（2）公式：设肯定质量的志向气体从状态1（p1、V1、T1）变到状态2（p2、V2、T2）则有表达式：或=恒量适用条件：①肯定质量的志向气体；②肯定质量的实际气体在压强不太高，温度不太低的状况下也可运用。实力创新思维例1．某个汽缸中有活塞封闭了肯定质量的空气，它从状态A改变到状态B,其压强p和温度T的关系如图所示，则它的体积（）A．增大B.减小C.保持不变D.无法推断解析：依据志向气体状态方程恒量，由图可知，气体从A改变到B的过程中温度T保持不变,压强p增大,则体积v肯定变小。本题正确选项是:B.拓展：物理学中可以用图象来分析探讨物理过程中物理量的改变关系,也可以用图象来描述物理量的改变关系,也就是说图象可以作为一种表达方式,本题中的图象给了我们气体状态改变的信息,要学会从图中找寻已知条件，然后依据志向气体状态方程作出推断。如图，图线1、2描述了肯定质量的气体分别保持体积v1、v2不变，压强与温度改变的状况。试比较气体体积v1、v2的大小。解析：由图线可以看到，气体分别做等容改变，也就是说，一条图线的每一点气体的体积是相等的，我们可以在图上画一条等压线，比较v1、v2的大小，只要比较a、b的体积，气体状态从a变到b，气体压强不变，温度上升，则体积增大，所以v1<v2。例2．已知高山上某处的气压为0.4atm，气温为零下30℃，则该处每1cm3大气中含有的分子数为多少？（阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1，标准状态下1mol气体的体积为22.4L）解析：本题要计算分子数，就须要知道1cm3大气有多少mol，须要计算高山状态下1cm3的大气在标准状态下的体积。，，；，。依据志向气体状态方程：，解得：，内含分子数：=1.2×1019个。拓展：本题虽然没有干脆得状态改变，但是由于我们知道标准状态下气体的体积与气体摩尔数之间的关系，所以选取高山状态下1cm3大气作为探讨对象，假定它进行状态改变到标准状态，从而解决了问题。例3．如图所示，一端封闭的圆筒内用活塞封闭肯定质量的志向气体，它处于图中的三种状态中，试比较三种状态的温度的凹凸。解析：状态A与状态B比较，气体体积不变，压强增大，所以温度上升，有TA<TB，状态A与C比较，气体压强不变，体积变小，则温度降低，所以TA>TC，所以：TC<TA<TB教学过程及方法环节四当堂检测二次备课“当堂检测”：课堂练习1．封闭气体在体积膨胀时，它的温度将（）A．肯定上升B．肯定降低C．可能上升也可能降低D．可能保持不变2．如图所示,A、B两点代表肯定质量志向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()A．TB=2TAB．TB=4TAC．TB=6TAD．TB=8TA3．肯定质量的志向气体处于某一初始状态，若要使它经验两个状态改变过程，压强仍回到初始的数值，则下列过程中，可以采纳()A．先经等容降温，再经等温压缩B．先等容降温，再等温膨胀C．先等容升温，再等温膨胀D．先等温膨胀，再等容升温4．对于肯定质量的气体，下列说法正确的是()A．无论温度如何改变，压强/密度=常量B．在恒定温度下，压强/密度=常量C．在恒定温度下，压强×密度=常量D．当温度保持恒定时，压强与密度无关。课堂小结1.驾驭志向气体状态方程的内容及表达式。2．知道志向气体状态方程的运用条件。3．会用志向气体状态方程进行简洁的运算课后作业1．如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细匀称的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中心有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃。假如将它们的温度都降低10℃，则水银柱将()A．向A移动B．向B移动C．不动D．不能确定2．如图所示的绝热容器内装有某种志向气体，一无摩擦透热活塞将容器分成两部分，初始状态时A、B两部分气体温度分别为TA=127℃，TB＝207℃，两部分气体体积VB=2VA，经过足够长时间后