高二物理理想气体的状态方程

新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-33-38.3理想气体的状态方程教学目标教学目标 知识与能力知识与能力1知识要求：（1）初步理解“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。（3）熟记盖吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。2通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。3通过用实验验证盖吕萨克定律的教学过程，使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。重点、难点分析重点、难点分析 1理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一。2对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象，而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。另外在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上也有一定难度。教具教具 1气体定律实验器、烧杯、温度计等。一一.理想气体理想气体 假设这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能假设这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵循气体实验定律严格地遵循气体实验定律,我们把这样的气体叫做我们把这样的气体叫做“理想理想气体气体”。理想气体具有以下特点理想气体具有以下特点:1.1.气体分子是一种没有内部结构气体分子是一种没有内部结构,不占有体积的刚性质点不占有体积的刚性质点.2.2.气体分子在运动过程中气体分子在运动过程中,除碰撞的瞬间外除碰撞的瞬间外,分子之间以及分分子之间以及分子和器壁之间都无相互作用力子和器壁之间都无相互作用力.3.3.分子之间和分子与器壁之间的碰撞分子之间和分子与器壁之间的碰撞,都是完全弹性碰撞都是完全弹性碰撞.除除碰撞以外碰撞以外,分子的运动是匀速直线运动分子的运动是匀速直线运动,各个方向的运动机会各个方向的运动机会均等均等.理想气体是不存在的理想气体是不存在的.1 1、在常温常压下、在常温常压下,大多数实际气体大多数实际气体,尤其是那尤其是那些不易液化的气体都可以近似地看成理想气些不易液化的气体都可以近似地看成理想气体体.2 2、在温度不低于负几十摄氏度、在温度不低于负几十摄氏度,压强不超过压强不超过大气压的几倍时大气压的几倍时,很多气体都可当成理想气体很多气体都可当成理想气体来处理来处理.3 3、理想气体的内能仅由温度和分子总数决、理想气体的内能仅由温度和分子总数决定定 ,与气体的体积无关与气体的体积无关.二二.推导理想气体状态方程推导理想气体状态方程 对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p p、V V、T 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。同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（p p1 1，V V1 1，T T1 1），经过某变化过程，到末状态时各状态参量），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（变为（p p2 2，V V2 2，T T2 2），这中间的变化过程可以是各种各样的），这中间的变化过程可以是各种各样的.假设有两种过程：假设有两种过程：第一种：从（第一种：从（p p1 1，V V1 1，T T1 1）先等温并使其体积变为）先等温并使其体积变为V V2 2，压，压强随之变为强随之变为p pc c，此中间状态为（，此中间状态为（p pc c，V V2 2，T T1 1）再等容并使）再等容并使其温度变为其温度变为T T2 2，则其压强一定变为，则其压强一定变为p p2 2，则末状态（，则末状态（p p2 2，V V2 2，T T2 2）。）。第二种：从（第二种：从（p p1 1；V V1 1，T T1 1）先等容并使其温度变为）先等容并使其温度变为T T2 2，则压，则压强随之变为强随之变为ppc c，此中间状态为（，此中间状态为（ppc c，V V1 1，T T2 2），再等），再等温并使其体积变为温并使其体积变为V V2 2，则压强也一定变为，则压强也一定变为p p2 2，也到末状态，也到末状态（p p2 2，V V2 2，T T2 2）。）。根据玻意耳定律和查理定律，分别按两种过程，自己推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。（即要求找出导理想气体状态过程。（即要求找出p p1 1、V V1 1、T T1 1与与p p2 2、V V2 2、T T2 2间的等量关系。）间的等量关系。）三三.理想气体的状态方程理想气体的状态方程1 12212PVPVTTPVCT 一定质量的理想气体的压强、体积的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。乘积与热力学温度的比值是一个常数。121 122PPTT使用条件使用条件:一定质量的某种理想气体一定质量的某种理想气体.恒量由两个因素决定恒量由两个因素决定:1.1.理想气体的质量理想气体的质量.2.2.理想气体的种类理想气体的种类.气体的物质的量决定气体的物质的量决定 不同种类的理想气体不同种类的理想气体,具有相同的状态具有相同的状态,同时同时具有相同的物质的量具有相同的物质的量,这个恒量就相同这个恒量就相同.例题一例题一:例题例题 二二:一水银气压计中混进了空气，因而在一水银气压计中混进了空气，因而在2727，外界大气压为，外界大气压为758758毫米汞柱时，这个水银毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为气压计的读数为738738毫米汞柱，此时管中水银面毫米汞柱，此时管中水银面距管顶距管顶8080毫米，当温度降至毫米，当温度降至-3-3时，这个气压计时，这个气压计的读数为的读数为743743毫米汞柱，求此时的实际大气压值毫米汞柱，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？为多少毫米汞柱？引导学生按以下步骤解答此题：引导学生按以下步骤解答此题：（1 1）该题研究对象是什么？）该题研究对象是什么？混入水银气压计中的空气混入水银气压计中的空气（2 2）画出该题两个状态的示意图：）画出该题两个状态的示意图：（3 3）分别写出两个状态的状态参量：）分别写出两个状态的状态参量：p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3（S是管是管的横截面积）的横截面积）T1=273+27=300 Kp2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3T2=273+（-3）=270K解得解得 p=762.2 mmHgp=762.2 mmHg；https:/ twd81twu，适合我们发展的机会应该会有的！”耿直眨巴眨巴眼睛对耿老爹说：“爹，你该不会是想让我学着做一个陶瓷匠吧，我可是只会捏小泥人儿耶！”耿老爹哈哈大笑起来，说：“不会，不会，你以为做一个陶瓷匠有那么容易吗？那可是一门子需要几辈人的辛苦才能够熟练掌握的技艺啊！而我们只是在南方转一圈，赚一些银子就回去了。记住了：我们的根在北方，我们是要在“三六九镇”上光宗耀祖的！”耿直滑稽地吐吐舌头，说：“耶，那我捏小泥人儿的手艺可就白瞎啦！”耿正圈起食指在弟弟的脑门儿上轻轻地弹一个小锣鼓儿，说：“就你那么点儿捏小泥人儿的臭手艺还说白瞎！去看看人家陶瓷人的制作手艺吧，不让你大开眼界才怪呢！”耿英却在一旁直犯嘀咕：“去了可干什么呢？”耿老爹说：“莫着急，去了看看情况再说吧。不过我想啊，景德镇的陶瓷业是非常发达的，所产的瓷器素有“薄如纸，白如玉，明如镜，声如磬”之说。而我们并不具备这方面的知识，所以啊，做陶瓷买卖方面的生意我们肯定不在行，是万万做不得的。做老本行粮油零售吧，也不一定会做的有汉口镇那里好。要说比较合适的嘛，也许是餐饮和住宿行业了，比如说，先开个小饭店什么的。”耿正想一想，有些个担心地说：“只是，我们现在的本钱还是个问题啊！”耿英却说：“先开个小一些的饭店，以后再慢慢做大也是可行的。要说本钱嘛，开个小一些的饭店应该已经差不多了！”耿老爹也说：“是的，英子说得对，咱们先开个小一些的饭店，以后再慢慢做大。我估计啊，开一个小饭店的本钱，咱们现在已经够了！”如此，耿家父子四人就渡过鄱阳湖，改道往东南方向的景德镇去了。99第四十三回 乔氏款待出行人|（半年相处行将别，丰盛饭菜难下咽；留下别礼送祝福，“家”礼款待出行人。）在镇上一家最有名的“王记丝绸店”里，耿老爹精心挑选了一匹上好的玉青色丝绸和两床绣有龙凤呈祥图案的大红底色丝绸被面。耿英交了银子，店家用绵联纸打包好以后交给耿老爹。抬头看看日头已近中午了，父子四人心情忐忑地缓步返回了白家。轻轻推开门走进院内，立刻就闻到了红烧武昌鱼扑鼻的浓香。大家无声地走到过厅口时，看到小青正坐在一个大盆儿后面的小板凳上专心择韭菜。新鲜韭菜碧绿碧绿的，透出一股子清香。小青刚刚择了一小撮，大盆儿里没有择的还足足有三斤。大家不想突然惊动小青，就默默地站在过厅口上看她择菜。忽然听到西屋里乔氏说：“丫头，给我洗上十来根韭菜，我给咱们做一个韭菜炒鸡蛋！”“哎！”小青答应着站起身来，这才发现耿家父子四人都在过厅口上站着呢，就瞪眼儿奇怪地说：“敢情你们是飞回来的？”耿老爹说：“你择韭菜太专心了。当然，小直子