高中物理《理想气体的状态方程(2)》优质课教案、教学设计

第三节理想气体的状态方程

教学目标：

（一）知识与技能

（1）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。

（二）过程与方法

通过推导理想气体状态方程的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。

（三）情感态度与价值观

通过理想气体状态方程的学习，培养学生尊重知识，勇于探索的科学精神。教学重点：

理想气体的状态方程。

教学难点：

对“理想气体”这一概念的理解。

教学方法：推理法、讲述法

教学用具：

多媒体

教学过程：

（一）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律，盖-吕萨克定律是一定质量的气体在压强不变时，温度与体积变化时所遵循的规律，即这三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？这就是我们今天这节课要学习的主要问题。

（二）新课教学

1、关于“理想气体”的教学

设问：

（1）玻意耳定律、查理定律和盖-吕萨克定律是如何得出的？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）的条件下得出的。

老师讲解：在初中我们就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，任何气体都被液化了，

当然也不遵循反映气体状态变化的三个实验定律了。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。

2、理想气体状态方程

前面已经学过，对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，且知道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（），

经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（），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（）先等温并使其体积变为，压强随之变为，此中间状态为（）再等容并使其温度变为，则其压强一定变为，则末状态（）。

第二种：从（）先等容并使其温度变为，则压强随之变为，此中间状态为（），再等温并使其体积变为，则压强也一定变为，也到末状态（），如投影片所示。

将全班同学分为两大组，根据玻意耳定律和查理定律，分别按两种过程，自己推导理想气体状态过程。（即要求找出与间的等量关系。）

基本方法是：解联立方程或消去中间状态参量或均可得到：

这就是理想气体状态方程。它说明：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。

3、典例探究

例题1 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，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？

教师引导学生按以下步骤解答此题：

（1）该题研究对象是什么？

答案：混入水银气压计中的空气。

（2）画出该题两个状态的示意图：

（ 3 ）分别写出两个状态的状态参量：

（S 是管的横截面积）。

（4）将数据代入理想气体状态方程：

得解得

例题2

如图所示，一定质量的理想气体，由状态A 沿直线AB 变化到B，在此过程中，气体

分子的平均速率的变化情况是（）

（三）课堂小结

1、在任何温度和任何压强下都能严格遵循气体实验定律的气体叫理想气体

2、理想气体状态方程为：

（四）布置作业：

问题与练习1、2、3、4