人教版（2019）高中物理选修性必修第三册第2章第3节气体的等压变化和等容变化第二时教学设计

2.3气体的等压变化和等容变化第二课时教学设计

课题气体的等压变化和等容变化单元2学科物理年级高二

物理观念：了解理想气体的模型，并知道实际气体在什么情况下可以看成理想气体；

科学思维：能够从气体定律退出理想气体的状态方程。

学习

科学探究：掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题。

目标

科学态度与责任：通过由气体的实验定律推出理想气体的状态方程，培养学生的推理能

力和抽象思维能力。

重点理想气体的状态方程的推导和应用。

难点理想气体的状态方程的推导和应用。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课1、pV

【问题1】三大气体实验定律内容是什么？=C

1、玻意耳定律：2、

2、査理定律：p复习旧知识

C

3、盖-吕萨克定律：T引入课题，促进

【问题2】这些定律的适用范围是什么？3、学生形成知识体

温度不太低，压强不太大.V系。

C

T

讲授新课一.理想气体

假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压

强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的

气体叫做“理想气体”。

思考：理想气体具有那些特点呢？

1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。

2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可完成思考通过学生讨

看成是理想气体。题，并与同学论，让学生深刻

3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，交流讨论，明理解理想气体这

除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它确什么是理想一“理想化模

所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。气体，特点是型”。

4、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略什么。

了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分

子动能。

一定质量的理想气体的内能仅由温度决定,与

气体的体积无关.

【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、

V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？

结合前几让学生自主

课学习的气体研讨，提高学生

定律，思考气的交流合作能

体在状态A、力，同时也促进

如图所示，一定质量的某种理想气体B、C的状态学生对新旧知识

从A到B经历了一个等温过程，参量之前的关的掌握和对比。

从B到C经历了一个等容过程。系。

分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、

VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，

那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？

推导过程

从A→B为等温变化：由玻意耳定律

pAVA=pBVB

整体推导推导新知

pBpC

从B→C为等容变化：由查理定律

TBTC过程。识，帮助学生整

理思路，加深知

pAVApCVC

又TA=TBVB=VC解得：

TATC识印象。

二、理想气体的状态方程

1、内容：一定质量的某种理想气体在从一个

状态变化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改

变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保

持不变。

p1V1p2V2

2、公式：

T1T2

3、使用条件:一定质量的某种理想气体.

PP

12

4、气体密度式：1T12T2

p1V1p2V2pV熟悉理想展示理想气

说明：或C

TTT

12气体状态方程体状态方程的各

方程具有普遍性

的各种形式。种形式，加强对

①当温度T保持不变pVC(T)状态方程的理

p解。

②当体积V保持不变C(V)

T

V

③当压强P保持不变C(p)

T

课堂练习1、某种气体的压强为2x105Pa,体积

为1m3,温度为200K。它经过等温过程后体积变为

2m3。随后，又经过等容过程，温度变为300K,求

此时气体的压强。

解：根据玻意耳定律，有完成课堂强化解题思

T1T,p1V1pV

练习路，完善解题步

pp

根据查理定律，有2

VV2,骤。

TT2

pVpV

联立上述各式可得1122

T1T2

5

p1V1T221013005

p2Pa1.510Pa

V2T12200

等温和等容变化后气体的压强为1.5x105Pa。

三、用状态方程解题思路：

梳理解题总结知识技

☆明确研究对象——一定质量的气体

思路和方法。能的应用和方

☆选定两个状态——已知状态、待求状态

法，提高学生解

☆列出状态参量：

题效率。

☆列方程求解

课堂练习2、一水银气压计中混进了空气，因

而在27℃，外界大气压为758mmHg时，这个水银

气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管

顶80mm，当温度降至-3℃时，这个气压计的读数

为743mmHg，求此时的实际大气压值为多少毫米

汞柱？

完成课堂强化解题思

练习路，完善解题步

骤。

解：以混进水银气压计的空气为研究对象

3

初状态：p1=758-738=20mmHgV1=80Smm

T1=273+27=300K

末状态：p2=p-743mmHgV2=（738+80）

S-743S=75Smm3

T2=273+（-3）=270K

pVpV

由理想气体状态方程得：1122，

T1T2

2080S(p743)75S

即

300270

解得：p=762.2mmHg完成拓展巩固本节课

拓展提高1、气焊用的氧气储存于容积是100L提高练习题。所学的基础知

的筒内，这时筒上压强计显示的压强是60识，并让学生能

5

p0(p0=1.0×10Pa)，筒的温度是16℃，求筒里氧够灵活应用本节

气的质量。已知在温度为0℃，压强为p0时，氧课内容解决实际

3

气的密度ρ0=1.43kg/m。问题。

分析：本题的研究对象是筒内一定质量的氧

气。由于不知氧气在温度为16℃、压强为60p0

下的密度，但知道氧气在温度为0℃、压强为p0

时的密度，所以要用气体状态方程算出在温度为0

℃，压强为p0下的体积，再根据密度公式算出氧气

的质量。

pVpV

解析：由理想气体状态方程1122得

T1T2

pVT600.1273

V112m35.67m3

2pT1289

21

mV1.435.67kg8.11kg

02

拓展提高2、如果病人在静脉输液时，不慎将

5mL的空气柱输入体内，会造成空气栓塞，致使病

人死亡．设空气柱在输入体内前的压强为

760mmHg，温度为27℃，人的血压为120/80mmHg，

试估算空气柱到达心脏处时，在收缩压和扩张压两

种状态下，空气柱的体积分别为多少？

解析：空气柱的初状态参量：

p0＝760mmHg，V0＝5mL，T0＝300K.

它在体内收缩压时的状态参量：

p1＝120mmHg，T1＝310K.

pV

p0V011

由理想气体状态方程：，

T0T1

pVT

课堂小结001760×5×310梳理本节课堂小结由

得V1＝pT＝mL≈32.7mL.

10300×120

课知识。学生完成，能帮