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(biāo)1．知道理想氣體模型，并知道實(shí)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(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：理想氣體模型難點(diǎn)：理想氣體狀態(tài)變化的分析設(shè)計(jì)思想理想氣體模型是熱學(xué)中一個(gè)重要的模型，所有氣體實(shí)驗(yàn)定律成立的前提都是針對(duì)理想氣體而言的，本節(jié)通過對(duì)“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(shí)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(gè)角度闡述了什么叫理想氣體，以及建立理想氣體模型的實(shí)際意義，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(duì)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(shí)驗(yàn)三定律稍加推導(dǎo)，由特殊到一般，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，使學(xué)生站在更高的高度理解氣體實(shí)驗(yàn)定律。教學(xué)資源《理想氣體》多媒體課件教學(xué)設(shè)計(jì)【課堂引入】問題：前面的學(xué)習(xí)中我們以空氣作為研究對(duì)象在一定實(shí)驗(yàn)條件下，得到了氣體的三條實(shí)驗(yàn)定律，那它們是否對(duì)所有氣體都成立呢？對(duì)其他氣體實(shí)驗(yàn)值與理論值是否有偏差呢？帶著這一問題，我們來(lái)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(dòng)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(qǐng)學(xué)生研究課本中兩個(gè)表格中的實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)定律。學(xué)習(xí)活動(dòng)二：同種氣體不同條件下的比較結(jié)論：氣體在壓強(qiáng)太大時(shí)，實(shí)驗(yàn)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(rèn)識(shí)，充分認(rèn)識(shí)到建立理想氣體模型的意義。）學(xué)習(xí)活動(dòng)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(shí)驗(yàn)定律呢？在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體叫理想氣體。問題2：在實(shí)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(duì)實(shí)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(gè)模型。問題3：實(shí)際氣體在什么條件下可以當(dāng)做理想氣體來(lái)處理，而不會(huì)出現(xiàn)太大的偏差呢？從前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的條件下可以當(dāng)做理想氣體來(lái)處理。問題4：“溫度不太低、壓強(qiáng)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(yuǎn)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(jì)，氣體實(shí)驗(yàn)定律就是在這樣的條件下得出的。理想氣體的微觀特點(diǎn)：其分子都是不占有空間的質(zhì)點(diǎn)，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(jì)互相作用力，故而不計(jì)分子勢(shì)能，即只考慮分子動(dòng)能，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)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(wú)關(guān)。學(xué)習(xí)活動(dòng)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(gè)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(gè)中間狀態(tài)經(jīng)等容變化達(dá)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(shí)驗(yàn)定律其實(shí)是氣態(tài)方程的特例。）問題2：一定質(zhì)量理想氣體的三個(gè)狀態(tài)參量可能只有一個(gè)變化而另兩個(gè)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(shí)際氣體在什么條件下遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律？問題2：什么叫理想氣體？實(shí)際氣體在什么條件下可以當(dāng)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(jì)】第五節(jié)理想氣體不同氣體的比較在溫度不太低、壓強(qiáng)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(shí)驗(yàn)定律。同種氣體不同條件下的比較在壓強(qiáng)太大，溫度太低時(shí)，實(shí)驗(yàn)值和理論值的偏差較大理想氣體在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體叫理想氣體理想氣體的微觀特點(diǎn)：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(shuō)法中正確的是()A．理想氣體是嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體模型B．理想氣體的分子間除了互相碰撞外，無(wú)其他相互作用C．實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的情況下，可當(dāng)成理想氣體D．任何氣體都可以看成理想氣體2、對(duì)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(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大B．分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變C．分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變小D．分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)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(qiáng)都變化B.體積不變，溫度和壓強(qiáng)都變化C.壓強(qiáng)不變，溫度和體積都變化D.溫度和壓強(qiáng)不變，體積變化4、實(shí)驗(yàn)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(wú)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(qiáng)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(qiáng)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(shuō)法正確的是()A.壓強(qiáng)增大，體積增大，分子的平均動(dòng)能一定增大B.壓強(qiáng)減小，體積減小，分子的平均動(dòng)能一定增大C.壓強(qiáng)減小，體積增大，分子的平均動(dòng)能一定增大D.壓強(qiáng)增大，體積減小，分子的平均動(dòng)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(xiàng)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(shí)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(gè)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(cè)評(píng)1、下列說(shuō)法正確的是（）A.玻意耳定律對(duì)任何壓強(qiáng)都適用B.蓋·呂薩克定律對(duì)任意溫度都適用C.常溫、常壓下的許多氣體都可以近似當(dāng)做理想氣體D.一定質(zhì)量的氣體，在任何壓強(qiáng)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(qiáng)必大于初始?jí)簭?qiáng)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(jì)，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(qiáng)pD.彈簧的長(zhǎng)度L4、要使一定質(zhì)量的理想氣體的體積增大到原來(lái)的6倍,以下什么方法是正確的()A.壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的1/3,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B.壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉?lái)的3倍C.壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的1/3倍,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉?lái)的1/2D.壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉?lái)的1/35、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(gè)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(wú)熱量交換）．該循環(huán)過程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．過程中，外界對(duì)氣體做功B．過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C．過程中，單位時(shí)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(gè)具有質(zhì)量、無(wú)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