高中物理教科版3第二章氣體理想氣體 第三章第3節(jié)理想氣體

三、理想氣體教學(xué)目標1．知道理想氣體模型，并知道實際氣體在什么情況下可以近似看成理想氣體。2．能夠陳述建立理想氣體模型的意義，領(lǐng)略理想化模型在研究中的作用。3．通過討論與交流，探究決定理想氣體內(nèi)能的因素。重點難點重點：理想氣體模型難點：理想氣體狀態(tài)變化的分析設(shè)計思想理想氣體模型是熱學(xué)中一個重要的模型，所有氣體實驗定律成立的前提都是針對理想氣體而言的，本節(jié)通過對“不同氣體”和“同種氣體不同條件”在狀態(tài)變化過程中各參量之間實際值與理論值的偏差比較，建立了氣體的理想化模型――理想氣體，并從宏觀和微觀兩個角度闡述了什么叫理想氣體，以及建立理想氣體模型的實際意義，使學(xué)生進一步認識理想化模型的方法。理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)這一結(jié)論也是后續(xù)章節(jié)中對功能關(guān)系討論的重要結(jié)論。教材中并未出現(xiàn)理想氣體狀態(tài)方程，可由氣體實驗三定律稍加推導(dǎo)，由特殊到一般，由簡單到復(fù)雜，使學(xué)生站在更高的高度理解氣體實驗定律。教學(xué)資源《理想氣體》多媒體課件教學(xué)設(shè)計【課堂引入】問題：前面的學(xué)習(xí)中我們以空氣作為研究對象在一定實驗條件下，得到了氣體的三條實驗定律，那它們是否對所有氣體都成立呢？對其他氣體實驗值與理論值是否有偏差呢？帶著這一問題，我們來學(xué)習(xí)第5節(jié)――理想氣體?！菊n堂學(xué)習(xí)】學(xué)習(xí)活動一：不同氣體的比較（過渡：我們可以采用控制變量的思想，先研究不同氣體在相同條件下的偏差，再研究同種氣體在不同條件下的偏差。請學(xué)生研究課本中兩個表格中的實驗數(shù)據(jù)）討論交流：（學(xué)生充分發(fā)言，發(fā)表見解，教師總結(jié)）結(jié)論：在溫度不太低、壓強不太高的條件下，不同氣體都能在較高程度上近似地遵守氣體實驗定律。學(xué)習(xí)活動二：同種氣體不同條件下的比較結(jié)論：氣體在壓強太大時，實驗值和理論值的偏差較大。（通過數(shù)據(jù)使學(xué)生有一定的感性認識，充分認識到建立理想氣體模型的意義。）學(xué)習(xí)活動三：建立理想氣體模型問題1：有沒有一種氣體在任何條件下都遵守氣體實驗定律呢？在任何溫度、任何壓強下都嚴格遵守氣體實驗定律的氣體叫理想氣體。問題2：在實際生活中理想氣體是否真的存在？有何意義？不存在，這是一種理想化模型,是對實際氣體的科學(xué)抽象，是抓住主要因素忽略次要因素得出的一個模型。問題3：實際氣體在什么條件下可以當做理想氣體來處理，而不會出現(xiàn)太大的偏差呢？從前面的實驗數(shù)據(jù)中可以看出實際氣體在溫度不太低、壓強不太大的條件下可以當做理想氣體來處理。問題4：“溫度不太低、壓強不太大”這一條件從微觀角度又如何解釋呢？在這一條件下，氣體都是“稀薄”的，即氣體分子間的距離遠大于其本身線度，分子間除了碰撞外，相互作用力可以忽略不計，氣體實驗定律就是在這樣的條件下得出的。理想氣體的微觀特點：其分子都是不占有空間的質(zhì)點，分子間除了碰撞外完全沒有相互作用力。問題5：一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能由哪些因素決定？由于理想氣體分子間不計互相作用力，故而不計分子勢能，即只考慮分子動能，而溫度是分子平均動能的標志，所以一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定，與體積變化無關(guān)。學(xué)習(xí)活動四：推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程問題1：一定質(zhì)量理想氣體的三個狀態(tài)參量都發(fā)生變化，它們的變化有什么關(guān)系呢？假設(shè)一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)=1\*ROMANI（p1、V1、T1）變化到狀態(tài)=2\*ROMANII（p2、V2、T2），這兩組狀態(tài)參量之間有什么關(guān)系？設(shè)想氣體先由狀態(tài)=1\*ROMANI經(jīng)等溫變化為（p’、V2、T1），再由這個中間狀態(tài)經(jīng)等容變化達狀態(tài)=2\*ROMANII（p2、V2、T2），分別則玻意耳定律和查理定律可得：和，聯(lián)立可得：（也可寫成），這就是理想氣體的狀態(tài)方程。PP1V1T1P’V2T1P2V2T2狀態(tài)=1\*ROMANI狀態(tài)=1\*ROMANI=2\*ROMANI中間狀態(tài)（讓學(xué)生明白氣體實驗定律其實是氣態(tài)方程的特例。）問題2：一定質(zhì)量理想氣體的三個狀態(tài)參量可能只有一個變化而另兩個參量不變化嗎？（學(xué)生根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程回答）【課堂小結(jié)】問題1：實際氣體在什么條件下遵守氣體實驗定律？問題2：什么叫理想氣體？實際氣體在什么條件下可以當做理想氣體？問題3：理想氣體在微觀上有哪些特征？問題4：理想氣體的內(nèi)能由什么決定？問題5：什么是理想氣體的狀態(tài)方程？【板書設(shè)計】第五節(jié)理想氣體不同氣體的比較在溫度不太低、壓強不太大的條件下，所有氣體都能在較高程度上近似地遵守氣體實驗定律。同種氣體不同條件下的比較在壓強太大，溫度太低時，實驗值和理論值的偏差較大理想氣體在任何溫度、任何壓強下都嚴格遵守氣體實驗定律的氣體叫理想氣體理想氣體的微觀特點：一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)4、理想氣體狀態(tài)方程：課堂反饋1、下列說法中正確的是()A．理想氣體是嚴格遵守氣體實驗定律的氣體模型B．理想氣體的分子間除了互相碰撞外，無其他相互作用C．實際氣體在溫度不太低、壓強不太大的情況下，可當成理想氣體D．任何氣體都可以看成理想氣體2、對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述中正確的是（）A．分子熱運動變劇烈時，壓強必變大B．分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變C．分子間的平均距離變大時，壓強必變小D．分子間的平均距離變大時，壓強必變大3、一定質(zhì)量理想氣體，下列哪種狀態(tài)變化是不可能發(fā)生的（）A.溫度不變，體積和壓強都變化B.體積不變，溫度和壓強都變化C.壓強不變，溫度和體積都變化D.溫度和壓強不變，體積變化4、實驗室內(nèi)，某同學(xué)用導(dǎo)熱性能良好的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在氣缸內(nèi)(活塞與氣缸壁之間無摩擦)，活塞的質(zhì)量為m，氣缸內(nèi)部的橫截面積為S。用滴管將水緩慢滴在活塞上，最終水層的高度為h，如圖所示。在此過程中，若大氣壓強恒為，室內(nèi)的溫度不變，水的密度為，重力加速度為g，則：（1）圖示狀態(tài)氣缸內(nèi)氣體的壓強為；（2）以下圖象中能反映密閉氣體狀態(tài)變化過程的是。5、一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是()A.壓強增大，體積增大，分子的平均動能一定增大B.壓強減小，體積減小，分子的平均動能一定增大C.壓強減小，體積增大，分子的平均動能一定增大D.壓強增大，體積減小，分子的平均動能一定增大6、如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p--V圖線，其中表示氣體在A狀態(tài)的內(nèi)能大于B狀態(tài)的內(nèi)能的是(A選項為雙曲線的一部分)（）00ApVAB0BpVAB0CpVAB0DpVAB7、已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比．如圖3－綜－5所示的實線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能（）A．先增大后減小B．先減小后增大C．單調(diào)變化D．保持不變參考答案：1、ABC2、B3、D4、A5、A6、BD7、B課后測評1、下列說法正確的是（）A.玻意耳定律對任何壓強都適用B.蓋·呂薩克定律對任意溫度都適用C.常溫、常壓下的許多氣體都可以近似當做理想氣體D.一定質(zhì)量的氣體，在任何壓強下，它的體積跟溫度成正比2、一定質(zhì)量的理想氣體()A．先等壓膨脹，再等容降溫，其溫度必低于初始溫度B．先等溫膨脹，再等壓壓縮，其體積必小于初始體積C．先等容升溫，再等壓壓縮，其溫度有可能等于初始溫度D．先等容升溫，再等溫壓縮，其壓強必大于初始壓強3、如圖所示，將一氣缸懸掛在彈簧下，缸內(nèi)密閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與缸壁間的摩擦不計，若缸內(nèi)氣體的溫度升高到某一數(shù)值，下列物理量發(fā)生變化的是（）A．缸底與活塞的距離hB．缸底的高度HC.氣體的壓強pD.彈簧的長度L4、要使一定質(zhì)量的理想氣體的體積增大到原來的6倍,以下什么方法是正確的()A.壓強變?yōu)樵瓉淼?/3,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉淼?倍B.壓強變?yōu)樵瓉淼?倍,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉淼?倍C.壓強變?yōu)樵瓉淼?/3倍,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉淼?/2D.壓強變?yōu)樵瓉淼?倍,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉淼?/35、一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A（1，3）沿直線AB變化到狀態(tài)C（3，1），如圖所示，氣體在A、B、C三個狀態(tài)中的溫度之比是()：1：1B.1：2：3C.3：4：3D.4：3：46、如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A．其中，和為等溫過程，和為絕熱過程（氣體與外界無熱量交換）．該循環(huán)過程中，下列說法正確的是（）A．過程中，外界對氣體做功B．過程中，氣體分子的平均動能增大C．過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化7、一圓柱形氣缸直立在地面上，內(nèi)有一個具有質(zhì)量、無摩擦的絕熱活塞，把氣缸分成容積相同的A、B兩部分，如圖所