2019-2020年高中物理 8.3 理想氣體的狀態(tài)方程 教案 新人教版選修3-3一、教材分析 理想氣體是為了研究問題的方便而提出的物理模型，實際氣體的一種近似，理想模型的方法突出矛盾的主要方面，忽略次要方面，是物理學中一種常用的方法。對于理想氣體狀態(tài)方程通過“思考與討論”，引導學生從不同的角度推到方程。二、教學目標（一）、知識與技能1理解“理想氣體”的概念。2掌握運用實驗定律推導理想氣體狀態(tài)方程的過程，熟記理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學表達式，并能正確運用理想氣體狀態(tài)方程解答有關簡單問題。（二）、過程與方法通過推導理想氣體狀態(tài)方程的過程，培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維能力。（三）、情感態(tài)度價值觀通過建立模型突出矛盾的主要方面，忽略次要方面，體會物理的研究方法。三、教學重點、難點1理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點。2對“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個難點四、學情分析 對“理想氣體”這一概念的理解，因為這一概念對中學生來講十分抽象，而且在本節(jié)只能從宏觀現(xiàn)象對“理想氣體”給出初步概念定義，只有到后兩節(jié)從微觀的氣體分子動理論方面才能對“理想氣體”給予進一步的論述。另外在推導氣體狀態(tài)方程的過程中用狀態(tài)參量來表示氣體狀態(tài)的變化也很抽象，學生理解上也有一定難度。五、教學方法討論、談話、練習、多媒體課件輔助六、課前準備1學生的學習準備：預習理想氣體的狀態(tài)方程2教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案。七、課時安排：1課時八、教學過程（一）預習檢查、總結疑惑檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。（二）情景導入、展示目標。玻意耳定律是一定質量的氣體在溫度不變時，壓強與體積變化所遵循的規(guī)律，而查理定律是一定質量的氣體在體積不變時，壓強與溫度變化時所遵循的規(guī)律，即這兩個定律都是一定質量的氣體的體積、壓強、溫度三個狀態(tài)參量中都有一個參量不變，而另外兩個參量變化所遵循的規(guī)律，若三個狀態(tài)參量都發(fā)生變化時，應遵循什么樣的規(guī)律呢？ （三）合作探究、精講點撥1理想氣體的概念設問：（1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它們是物理理論推導出來的還是由實驗總結歸納得出來的？答案是：由實驗總結歸納得出的。（2）這兩個定律是在什么條件下通過實驗得到的？老師引導學生知道是在溫度不太低（與常溫比較）和壓強不太大（與大氣壓強相比）的條件得出的。老師講解：在初中我們就學過使常溫常壓下呈氣態(tài)的物質（如氧氣、氫氣等）液化的方法是降低溫度和增大壓強。這就是說，當溫度足夠低或壓強足夠大時，任何氣體都被液化了，當然也不遵循反映氣體狀態(tài)變化的玻意耳定律和查理定律了。而且實驗事實也證明：在較低溫度或較大壓強下，氣體即使未被液化，它們的實驗數(shù)據(jù)也與玻意耳定律或查理定律計算出的數(shù)據(jù)有較大的誤差。出示表格（1）：P(1.013105Pa)pV值(1.013105PaL)H2N2O2空氣11.0001.0001.0001.0001001.06900.99410.92650.97302001.13801.04830.91401.01005001.35651.39001.15601.340010001.72002.06851.73551.9920說明講解：投影片（1）所示是在溫度為0，壓強為1.013105Pa的條件下取1L幾種常見實際氣體保持溫度不變時，在不同壓強下用實驗測出的pV乘積值。從表中可看出在壓強為1.013105Pa至1.013107Pa之間時，實驗結果與玻意耳定律計算值，近似相等，當壓強為1.013108Pa時，玻意耳定律就完全不適用了。這說明實際氣體只有在一定溫度和一定壓強范圍內才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。而且不同的實際氣體適用的溫度范圍和壓強范圍也是各不相同的。為了研究方便，我們假設這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴格地遵循玻意耳定律和查理定律。我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。（板書“理想氣體”概念意義。）2推導理想氣體狀態(tài)方程前面已經學過，對于一定質量的理想氣體的狀態(tài)可用三個狀態(tài)參量p、V、T來描述，且知道這三個狀態(tài)參量中只有一個變而另外兩個參量保持不變的情況是不會發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個參量確定之后，第三個參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質量理想氣體的唯一確定的一個狀態(tài)。根據(jù)這一思想，我們假定一定質量的理想氣體在開始狀態(tài)時各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經過某變化過程，到末狀態(tài)時各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過程可以是各種各樣的，現(xiàn)假設有兩種過程：第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V2，T1）再等容并使其溫度變?yōu)門2，則其壓強一定變?yōu)閜2，則末狀態(tài)（p2，V2，T2）。第二種：從（p1；V1，T1）先等容并使其溫度變?yōu)門2，則壓強隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（p2，V2，T2）。將全班同學分為兩大組，根據(jù)玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過程，自己推導理想氣體狀態(tài)過程。（即要求找出p1、V1、T1與p2、V2、T2間的等量關系。）理想氣體狀態(tài)方程。它說明：一定質量的理想氣體的壓強、體積的乘積與熱力學溫度的比值是一個常數(shù)。由此可得出結論：當壓強不變時，一定質量的理想氣體的體積與熱力學溫度成正比。3.例題例題 一水銀氣壓計中混進了空氣，因而在27，外界大氣壓為758毫米汞柱時，這個水銀氣壓計的讀數(shù)為738毫米汞柱，此時管中水銀面距管頂80毫米，當溫度降至-3時，這個氣壓計的讀數(shù)為743毫米汞柱，求此時的實際大氣壓值為多少毫米汞柱？解：分別寫出兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量：p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3（S是管的橫截面積）。T1=273+27=300 Kp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3T2=273+（-3）=270K解得 p=762.2 mmHg四、當堂檢測九、板書設計理想氣體狀態(tài)方程一、理想氣體二、推導理想氣體狀態(tài)方程三、例題十、教學反思本課的設計采用了課前下發(fā)預習學案，學生預習本節(jié)內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。本節(jié)課時間45分鐘，其中情景導入、展示目標、檢查預習5分鐘，理想氣體的概念10分鐘，學生推導方程20分鐘左右，反思總結當堂檢測5分鐘左右，其余環(huán)節(jié)10分鐘，能夠完成教學內容。在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設計的更科學，更有利于學生的學習，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步!十一、學案設計(見下頁)