8.3《理想氣體的狀態(tài)方程》第八章《氣體》教學(xué)目標

知識與能力1．知識要求：（1）初步理解“理想氣體”的概念。（2）掌握運用玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過程，熟記理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學(xué)表達式，并能正確運用理想氣體狀態(tài)方程解答有關(guān)簡單問題。（3）熟記蓋·呂薩克定律及數(shù)學(xué)表達式，并能正確用它來解答氣體等壓變化的有關(guān)問題。2．通過推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程及由理想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)蓋·呂薩克定律的過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴密的邏輯思維能力。3．通過用實驗驗證蓋·呂薩克定律的教學(xué)過程，使學(xué)生學(xué)會用實驗來驗證成正比關(guān)系的物理定律的一種方法，并對學(xué)生進行“實踐是檢驗真理唯一的標準”的教育。重點、難點分析1．理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點，因為它不僅是本節(jié)課的核心內(nèi)容，還是中學(xué)階段解答氣體問題所遵循的最重要的規(guī)律之一。2．對“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個難點，因為這一概念對中學(xué)生來講十分抽象，而且在本節(jié)只能從宏觀現(xiàn)象對“理想氣體”給出初步概念定義，只有到后兩節(jié)從微觀的氣體分子動理論方面才能對“理想氣體”給予進一步的論述。另外在推導(dǎo)氣體狀態(tài)方程的過程中用狀態(tài)參量來表示氣體狀態(tài)的變化也很抽象，學(xué)生理解上也有一定難度。教具1．氣體定律實驗器、燒杯、溫度計等。一.理想氣體

假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強下都能嚴格地遵循氣體實驗定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。理想氣體具有以下特點:1.氣體分子是一種沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu),不占有體積的剛性質(zhì)點.2.氣體分子在運動過程中,除碰撞的瞬間外,分子之間以及分子和器壁之間都無相互作用力.3.分子之間和分子與器壁之間的碰撞,都是完全彈性碰撞.除碰撞以外,分子的運動是勻速直線運動,各個方向的運動機會均等.理想氣體是不存在的.1、在常溫常壓下,大多數(shù)實際氣體,尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體.2、在溫度不低于負幾十?dāng)z氏度,壓強不超過大氣壓的幾倍時,很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來處理.3、理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定,與氣體的體積無關(guān).二.推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程

對于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個狀態(tài)參量p、V、T來描述，且知道這三個狀態(tài)參量中只有一個變而另外兩個參量保持不變的情況是不會發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個參量確定之后，第三個參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一個狀態(tài)。

假定一定質(zhì)量的理想氣體在開始狀態(tài)時各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經(jīng)過某變化過程，到末狀態(tài)時各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過程可以是各種各樣的.假設(shè)有兩種過程：第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V2，T1）再等容并使其溫度變?yōu)門2，則其壓強一定變?yōu)閜2，則末狀態(tài)（p2，V2，T2）。第二種：從（p1；V1，T1）先等容并使其溫度變?yōu)門2，則壓強隨之變?yōu)閜′c，此中間狀態(tài)為（p′c，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（p2，V2，T2）。

根據(jù)玻意耳定律和查理定律，分別按兩種過程，自己推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)過程。（即要求找出p1、V1、T1與p2、V2、T2間的等量關(guān)系。）三.理想氣體的狀態(tài)方程

一定質(zhì)量的理想氣體的壓強、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個常數(shù)。使用條件:一定質(zhì)量的某種理想氣體.恒量由兩個因素決定:1.理想氣體的質(zhì)量.2.理想氣體的種類.氣體的物質(zhì)的量決定

不同種類的理想氣體,具有相同的狀態(tài),同時具有相同的物質(zhì)的量,這個恒量就相同.例題一:例題二:

一水銀氣壓計中混進了空氣，因而在27℃，外界大氣壓為758毫米汞柱時，這個水銀氣壓計的讀數(shù)為738毫米汞柱，此時管中水銀面距管頂80毫米，當(dāng)溫度降至-3℃時，這個氣壓計的讀數(shù)為743毫米汞柱，求此時的實際大氣壓值為多少毫米汞柱？引導(dǎo)學(xué)生按以下步驟解答此題：（1）該題研究對象是什么？混入水銀氣壓計中的空氣（2）畫出該題兩個狀態(tài)的示意圖：（3）分別寫出兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量：p1=758-738=20mmHg

V1=80Smm3（S是管的橫截面積）T1=273+27=300Kp2=p-743mmHgV2=（738+80）S-743S=75Smm3T2=273+（-3）=270K解得

p=762.2mmHg牛配資/牛配資svc92svt簽字后交給這位耿兄弟。他們住的那深巷子出租房里放這么多銀子不安全，先由咱們酒店里代為保管著吧！”又轉(zhuǎn)頭對耿正兄妹三人說：“你們什么時候需要了，就隨時來?。　惫⒄s快說：“這感情好的，但我們約定的薪金加上這些銀子，也遠沒有這么多啊！您怎么讓先生出具這么大的數(shù)目呢？”酒店老板哈哈大笑，說：“就這么多吧！二十四是三‘八’之疊加，而‘八’諧音‘發(fā)’，寓意‘發(fā)家’！所以啊，這自古以來，人們就把二百四十兩紋銀看作是大禮一份，寓意大吉大利大發(fā)大順！討個吉利吧，作為我們酒店上下人等對你們兄妹仨今后創(chuàng)業(yè)之路的祝福啦！”做證人的老者聽到這里，手捋胡須安詳而笑了。當(dāng)下，酒店老板就在那張二百四十兩紋銀的收據(jù)上簽了字，然后恭恭敬敬地親手交給耿正。耿正推辭一番之后，接了裝好。一名伙計過來對酒店老板說：“老板，飯菜已經(jīng)準備好了！”老板點點頭，招呼老者和耿正兄妹三人：“來來來，大家快坐了吃飯吧！我們一起喝幾杯！”又轉(zhuǎn)頭吩咐伙計：“拿一大壇最好的陳茅臺來！”老者連連擺手，說：“我已經(jīng)吃過了。你們快吃吧，我這就告辭了！”老板說：“再少吃一點兒嘛，或者只喝一杯酒也行！”老者還是連連擺手說：“我年紀大了，晚上不可以多食兒的，更不可以貪杯噢！這時辰實在是不早了，你們快吃吧，我走了！”老板不好再勸，就和耿正兄妹三人一起送老者出來。走出酒店門口時，大家望望左右，寬闊的街面上已經(jīng)沒有一個行人。但老者并不急于道別，反而站住不走了，大家有點兒不解地望著這位和顏悅色的老人。只見他略沉吟一下，對老板說：“這自古說了，冤家宜解不宜結(jié)。我看哪，這吳員外今兒個應(yīng)該是真服氣了。倘若他能接受教訓(xùn)，從此以后不再為富不仁，倒也不是壞事。依我看不如這樣吧，等他帶人來給酒店掛牌匾的時候，你派一個伙計來喊我一聲。咱們和他坐在一起吃個飯吧！還有啊，記著也叫上這兄妹仨。他們以后還要在咱這景德鎮(zhèn)上打拼呢，什么人也得結(jié)交哇！高潔的蓮花雖說‘出污泥而不染’，而其雪白的蓮藕畢竟還是生長在污泥中的呢！所以啊，必須得適應(yīng)了，才能生長得好！”酒店老板笑了，說：“好的！”又轉(zhuǎn)頭看看耿正兄妹三人。耿正說：“就聽老先生的吧！”老者這才高高興興地告辭而去了。酒店老板和耿正兄妹三人返回酒店大廳。老板一