1、 理想气体状态方程一、教学目标1、知识与技能：（1）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。2、过程与方法通过推导理想气体状态方程，培养学生严密的逻辑思维能力。3、情感态度价值观： 培养分析问题、解决问题的能力及综合的所学知识面解决实际问题的能力。二、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”这一概念的理解也是本节课的一个难点，如何理解压强不太高、温度不太低时。另
2、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。三、导学流程前置复习：复述三个实验定律的内容。并在作出它们在p-v、p-t、v-t中的图象。Pt0PV0Vt0(一)理想所体1.阅读教材，写出理想气体的定义。 理想气体： 2.说明：理想气体是严格遵守所体实验定律的气体，是理想化模型，是对实际气体的科学抽象。实际气体特别是那些不易液化的气体，如氢、氧气、氮气、氦气等，在 的情况下可看作理想气体。微观模型：.体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计；.分子限、除碰撞外没有其它作用力，即不存在相互的引力和斥力；.以理想气体的分子势能为零，理想气体的内能等
3、于分子的总动能，即由气体的物质的量和温度来决定。（二）理想气体的状态方程1.问题探究：理想气体的状态方程提出问题：前面的三个实验定律都是对一定质量的气体在某一个量不变的情况下研究另外两个量的的变化，那么这三个量都变化时三个量之间满足什么样的关系呢？问题的表述：一定质量的气体由状态1（P1,V1,t1）变化到状态2（P2,V2,t2）,那么与之间遵从的数学关系式如何?解决方案(学生间相互讨论提出自己的办法并推导)推导过程:思路点拨(同学思考后再参考)【思路1】:“二步法”。即设想一定质量的气体，先由状态1（P1,V1,t1）变化到状态C（Pc,Vc,tc）（控制某一个量不变），再变化到状态2（P
4、2,V2,t2）。然后再消去C的状态量。【思路2】:前面已经由实验得到，一定质量的气体，当温度一定时，压强（玻义耳定律），当体积一定时，（查理定律）所以，一般情况下 , 改成等式 , 亦即 就是说，一定质量的气体的的值为定值。若从状态1变到状态2，则应满足。这是方便常用的形式。结论：理想气体的状态方程的表达式：2.讨论：理想气体状态方程与实验定律.由状态方程知，当P一定时可得 这就是 定律。.由状态方程知，当V一定时可得 这就是 定律。.由状态方程知，当T一定时可得 这就是 定律。（三）实践应用：例题1、一水银气压计中混进了空气，因而在27，外界大气压为758毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为
5、738毫米汞柱，此时管中水银面距管顶80毫米，当温度降至3时，这个气压计的读数为743毫米汞柱，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？此题同学们先自己分析.若想不到思路，再按以下提示的步骤解答此题：（1）该题研究对象是什么？答：（2）画出该题两个状态的示意图：（3）分别写出两个状态的状态参量： （4）将数据代入理想气体状态方程解出结果 本题小结：（自己总结应用理想气体状态方程解题的步骤）例题2、如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管，当t1=31时，大气压强P0=76cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1=8cm，则（1）当温度t2等于多少时，左管气柱L2为9cm? （2
6、）当温度达到上问中的温度t2时，为使左管气柱长L为8cm，应在右管中加入多长的水银柱。例题3、如图是一这量的理想气体在不同何种时的两条等容线。a、b、c表示四个不同的状态，则A.气体由状态a变到状态c，其内能减少，一定向外放出了热量B.气体由状态a变到状态d，其内能增加，一定向外吸收了热量C.气体由状态b变到状态d，其内能增加，一定向外吸收了热量D.气体由状态b变到状态a，其内能减少，一定向外放出了热量【点拨】：理想气体的内能与什么有关系？气体是否对外做功看哪个量的变化？如何分析气体是否吸收了热量？（四）当堂练习基础练习1.教材P29例题 2.教材P30 1-4题能力提高练习1对于一定质量的理
7、想气体，可能发生的过程是A气体的压强增大、温度升高，气体对外界做功B气体的压强增大、温度不变，气体对外界放热C气体的压强减小、温度降低，气体从外界吸热D气体的压强减小、温度升高，外界对气体做功2如图2-2-7所示，一定质量的理想气体，由状态a沿直线ab变化到状态b在此过程中 A气体的温度保持不变B气体分子平均速率先减小后增大C气体的密度不断减小D气体必然从外界吸热3.图2-2-5中A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态当气体自状态A变化到状态B时A体积必然增大B有可能经历体积减小的过程C外界必然对气体做正功D气体必然从外界吸热4.一圆柱形气缸直立在地面上，内有一个具有质量、无摩擦的绝热
8、活塞，把气缸分成容积相同的A、B两部分，如图2-2-1所示两部分气体的温度相同，均为T0=27，A部分气体的压强pA0=1.0105Pa，B部分气体的压强pB0=2.0105pa现对B部分气体加热，使活塞上升，保持A部分气体的温度不变，使A部分气体的体积减小为原来的2/3求此时：（1）A部分气体的压强PA（2）B部分气体的温度TB5.有一种测温仪其结构原理如图2-2-10所示粗细均匀的两端封闭的竖直玻璃管内有一段长为10cm的水银将管内气体分隔成上下两部分，上部分气柱长20cm，下部分气柱长5cm，已知上部分气体的压强为50cmHg，今将下部分气体插入待测液体中（上部分仍在原环境中），这时水银
9、柱向上移动了2cm，问这液体的温度是环境温度的几倍？自学拓展热力学第一定律在理想气体等值变化过程中的应用1理想气体的内能理想气体的分子间作用力为零，分子势能为零，所以理想气体的内能等于分子动能那么决定一定质量的某种理想气体的内能的宏观标志是什么？温度T2几个等值变化过程（1）绝热过程绝热一般指封闭气体的材料绝热或过程完成得迅速，此过程的特点是热量Q=0，那么同学们可以讨论当一个绝热气缸内的气体向外膨胀的过程中，气体的内能如何变化？气体的温度如何变化？当一个绝热气缸内的气体向外膨胀的过程中，气体的体积变大，气体对外做功，又因为是绝热过程，气体既不吸热也不向外界放热，根据热力学第一定律，其内能减小
10、，气体的温度降低（2）等温过程等温过程中气体的温度保持不变，所以其内能不变那么当一定质量的理想气体的压强增大，系统是吸热还是放热？因为是等温过程，所以系统的内能不变；根据玻-马定律，当气体压强增大时，气体的体积变小，外界对气体做功；根据热力学第一定律，系统向外界放热（3）等容过程等容过程的特点是什么？那么当一定质量的理想气体的压强增大，系统是吸热还是放热？体积不变，所以做功W=0；根据查理定律，气体的压强增大，则温度升高，内能变大；根据热力学第一定律，系统从外界吸热（4）等压过程等压过程的特点是什么？那么当一定质量的理想气体的体积增大，系统是吸热还是放热？压强不变，所以体积增大时的温度一定是升高的，故气体对外做功同时内能增加，可知一定从外界吸收热量。8
