人教版(新教材)高中物理選擇性必修3教學設計1：第2課時 理想氣體、氣體實驗定律的微觀解釋教案

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1第2課時理想氣體、氣體實驗定律的微觀解釋教學目標：1．了解理想氣體的模型，并知道實際氣體在什么情況下可以看成理想氣體。2．能夠從氣體定律推出理想氣體的狀態(tài)方程。3．掌握理想氣體狀態(tài)方程的內容和表達式，并能應用解決實際問題。4.能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律。教學重、難點：1．理想氣體狀態(tài)方程的推導；2.用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律。教學過程：（一）鞏固復習知識點復習1．玻意耳定律：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強P與體積V成反比。PV=C2．查理定律：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強P與熱力學溫度T成正比。P=CT或P3．蓋—呂薩克定律，一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T成正比。V=CT或V設疑：描述一定質量的氣體的狀態(tài)參量有三個：P、V、T，我們之前學習的氣體定律，都是當一個參量不變時，另外兩個參量的關系。那如果三個參量都變化的情況下，這三者之間又滿足什么樣的關系了？大家可以猜想一下？(二)新課教學1.對理想氣體的理解.（1）理想氣體是一種科學的抽象，是理想化的物理模型，把嚴格遵守三個實驗定律的氣體稱為理想氣體.（2）理想氣體的分子模型：①分子本身的大小和它們之間的距離相比較可忽略不計.②分子間的距離很大，因此除碰撞外，分子間的相互作用力忽略不計，分子勢能看作零，理想氣體的內能就等于所有分子動能的總和.③分子之間的碰撞看成彈性碰撞.（3）實際氣體在常溫常壓下可近似看成理想氣體.注：中學階段所涉及的氣體（除特別說明外）都看成理想氣體.2.理想氣體的狀態(tài)方程（1）推導過程首先由學生畫出上節(jié)中的p-V圖象，如圖所示.由圖可知，A→B為等溫過程，根據玻意耳定律可得pAVA=pBVB①從B→C為等容過程，根據查量定律可得：②又TB=TA，VB=VC，聯(lián)立①②可得（2）上式表明，一定質量的某種理想氣體在從一個狀態(tài)1變化到另一個狀態(tài)2時，盡管其p、V、T都可能變化，但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保持不變.也就是說或（C為恒量）上面兩式都叫做一定質量的理想氣體的狀態(tài)方程.（3）氣體實驗定律可看作一定質量理想氣體狀態(tài)方程的特例.一定質量的理想氣體狀態(tài)方程，①當m、T不變時，則為p1V1=p2V2——玻意耳定律.②當m、V不變時，則為——查理定律.③當m、p不變時，則為——蓋·呂薩克定律.3.氣體實驗定律的微觀解釋（1）教師引導、示范，以解釋玻意耳定律為例教會學生用氣體分子動理論解釋實驗定律的基本思維方法和簡易符號表述形式。范例：用氣體分子動理論解釋玻意耳定律。一定質量（m）的理想氣體，其分子總數（N）是一個定值，當溫度（T）保持不變時，則分子的平均速率（v）也保持不變，當其體積（V）增大幾倍時，則單位體積的分子數（n）變?yōu)樵瓉淼膸追种唬虼藲怏w的壓強也減為原來的幾分之一；反之若體積減小為原來的幾分之一，則壓強增大幾倍，即壓強與體積成反比。這就是玻意耳定律。書面符號簡易表述方式：TT不變v不變m一定N一定V↑（或↓）p↓（或↑）n↓（或↑）（2）讓學生體驗上述思維方法：每個人都獨立地用書面詳細文字敘述和用符號簡易表述的方法來對查理定律進行微觀解釋，然后由平時物理成績較好的學生口述，與下面正確〖答案〗核對。書面或口頭敘述為：一定質量（m）的氣體的總分子數（N）是一定的，體積（V）保持不變時，其單位體積內的分子數（n）也保持不變，當溫度（T）升高時，其分子運動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強（p）也增大；反之當溫度（T）降低時，氣體壓強（p）也減小。這與查理定律的結論一致。用符號簡易表示為：m一定m一定N一定p↓（或↑）n不變v↑（或↓）T↑（或↓）V不變（3）讓學生再次練習，用氣體分子動理論解釋蓋·呂薩克定律。再用更短的時間讓學生練習詳細表述和符號表示，然后讓物理成績?yōu)橹械鹊幕蜉^差的學生口述自己練習，與下面標準〖答案〗核對。一定質量（m）的理想氣體的總分子數（N）是一定的，要保持壓強（p）不變，當溫度（T）升高時，全體分子運動的平均速率v會增加，那么單位體積內的分子數（n）一定要減?。ǚ駝t壓強不可能不變），因此氣體體積（V）一定增大；反之當溫度降低時，同理可推出氣體體積一定減小。這與蓋·呂薩克定律的結論是一致的。用符號簡易表示為：VV↑（或↓）n↓（或↑）N一定m一定p不變v↑（或↓）T↑（或↓）活學巧用1.關于理想氣體，下列說法中哪些是正確的（）A.嚴格遵守氣體三定律的氣體稱為理想氣體B.理想氣體客觀上是不存在的，它只是實際氣體在一定程度上的近似C.低溫（和室溫比較）和低壓（和大氣壓比較）條件下的實際氣體都可以看成理想氣體D.和質點的概念一樣，理想氣體是一種理想化的模型〖答案〗:A、B、D2.如圖所示，一個密閉的汽缸，被活塞分成體積相等的左、右兩室，汽缸壁與活塞是不導熱的；它們之間沒有摩擦，兩室中氣體的溫度相等.現利用右室中電熱絲對為室加熱一段時間，達到平衡后，左室的體積變?yōu)樵瓉淼?，氣體的溫度T1=300K，求右室氣體的溫度.〖解析〗根據題意對汽缸中左、右兩室中氣體的狀態(tài)進行分析:左室的氣體：加熱前p0、V0、T0加熱后p1、、T1右室的氣體；加熱前，p0、V0、T0加熱后p1、、T2根據理想氣體狀態(tài)方程：=恒量左室氣體右室氣體所以所以T2=500K〖答案〗:500K3.房間的容積為20m3，在溫度為7℃、大氣壓強為9.8×104Pa時，室內空氣質量是25kg.當溫度升高到27℃，大氣壓強變?yōu)?.0×10〖解析〗:室內氣體的溫度、壓強均發(fā)生了變化，原氣體的體積不一定再是20m3，可能增大有氣體跑出，可能減小有氣體流入，因此仍以原25kg氣體為研究對象，通過計算才能確定氣體初態(tài)：p1=9.8×104Pa，V1=20m3，