(最新整理)8.3、理想气体的状态方程教案

(最新整理)8.3、理想气体的状态方程教案
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8.3、理想气体的状态方程

一、教学目标

1.在物理知识方面的要求:

(1)初步理解“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。(3)熟记盖·吕萨克定律及数学表达式,并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。

2.通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖·吕萨克定律的过程,培养学生严密的逻辑思维能力。3.通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程,使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法,并

对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。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”这一概念的理解是本节课的一个难点,因为这一概念对中学生来讲十分抽象,而且在本节只能

从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义,只有到

后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”

给予进一步的论述。另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、教具

1.气体定律实验器、烧杯、温度计等。

四、主要教学过程

(一)引入新课

前面我们学习的玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时,压强与体积变化所遵循的规律,而查理定律是一定质量的气体在体积不变时,压强与温度变化时所遵循的规律,即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变,而另外两个参量变化所遵循的规律,若三个状态参量都发生变化时,应遵循什么样的规律呢?这就是我们今天这节课要学习的主要问题。(二)教学过程设计

1.关于“理想气体”概念的教学

设问:

(1)玻意耳定律和查理定律是如何得出的?即它们是物理理论推导出来的还是由实验总结归纳得出来的?答案

是:由实验总结归纳得出的。

(2)这两个定律是在什么条件下通过实验得到的?老师引导学生知道是在温度不太低(与常温比较)和压强不

太大(与大气压强相比)的条件得出的。

老师讲解:在初中我们就学过使常温常压下呈气态的物质(如氧气、氢气等)液化的方法是降低温度和增大压强。这就是说,当温度足够低或压强足够大时,任何气体都被液化了,当然也不遵循反映气体状态变化的玻意耳定律和查理定律了。而且实验事实也证明:在较低温度或较大压强下,气体即使未被液化,它们的实验数据也与玻意耳定律或查理定律计算出的数据有较大的误差。

出示表格(1): P (×1.013×105Pa) pV 值(×1.013×105PaL) H 2 N 2 O 2 空气 1 1.000 1.000 1.000 1.000 100 1.0690 0.9941 0.9265 0.9730 200 1.1380 1.0483 0.9140 1.0100 500 1.3565 1.3900 1.1560 1.3400 1000 1.7200 2.0685 1.7355 1.9920 说明讲解:投影片 (1)所示是在温度为0℃,压强为1.013×105Pa 的条件下取1L 几种常见实际气体保持温度不变时,在不同压强下用实验测出的pV 乘积值。从表中可看出在压强为1.013×105Pa 至1.013×107Pa 之间时,实验结果与玻意耳定律计算值,近似相等,当压强为1.013×108Pa 时,玻意耳定律就完全不适用了。 这说明实际气体只有在一定温度和一定压强范围内才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。而且不同的实际气体适用的温度范围和压强范围也是各不相同的。为了研究方便,我们假设这样一种气体,它在任何温度和任何压强下都能严格地遵循玻意耳定律和查理定律。我们把这样的气体叫做“理想气体”。(板书“理想气体”概念意义。) 2.推导理想气体状态方程 前面已经学过,对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p 、V 、T 来描述,且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说:若其中任意两个参量确定之后,第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。根据这一思想,我们假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为(p 1,V 1,T 1),经过某变化过程,到末状态时各状态参量变为(p 2,V 2,T 2),这中间的变化过程可以是各种各样的,现假设有两种过程: 第一种:从(p 1,V 1,T 1)先等温并使其体积变为V 2,压强随之变为p c ,此中间状态为(p c ,V 2,T 1)再等容并使其温度变为T 2,则其压强一定变为p 2,则末状态(p 2,V 2,T 2)。 第二种:从(p 1;V 1,T 1)先等容并使其温度变为T 2,则压强随之变为p ′c ,此中间状态为(p ′c ,V 1,T 2),再等温并使其体积变为V 2,则压强也一定变为p 2,也到末状态(p 2,V 2,T 2)。 将全班同学分为两大组,根据玻意耳定律和查理定律,分别按两种过程,自己推导理想气体状态过程。(即要求找出p 1、V 1、T 1与p 2、V 2、T 2间的等量关系。) 理想气体状态方程。它说明:一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。 3.推导并验证盖·吕萨克定律

设问:(1)若上述理想气体状态方程中,p 1=p 2,方程形式变化成怎样的形式?

(2)p 1=p 2 本身说明气体状态变化有什么特点? 答案:说明等效地看作气体做等压变化。(即压强保持不变的变化) 由此可得出结论:当压强不变时,一定质量的理想气体的体积与热力学温度成正比。 这个结论最初是法国科学家盖·吕萨克在研究气体膨胀的实验中得到的,也叫盖·吕萨克定律。它也属于实验定律。当今可以设计多种实验方法来验证这一结论。今天我们利用在验证玻意耳定律中用过的气体定律实验器来验证这一定律。 演示实验:实验装置如图所示,此实验保持压强不变,只是利用改变烧杯中的水温来确定三个温度状态t 1、t 2、t 3,这可从温度计上读出,再分别换算成热力学温度T 1、T 2、T 3,再利用气体实验器上的刻度值作为达热平衡时,被封闭气体的体积值,分别为V 1、V 2、V 3,填入下表: 出示投影幻灯片(3): t 1 t 2 t 3 T 1 T 2 T 3 V 1 V 2 V 3

这几个值会近似相等,从而证明了盖·吕萨克定律。

4.课堂练习 显示例题(1): 例题 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? 教师引导学生按以下步骤解答此题: (1)该题研究对象是什么? 答案:混入水银气压计中的空气。 (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: p 1=758-738=20mmHg V 1=80Smm3(S 是管的横截面积)。T 1=273+27=300 K p 2=p-743mmHg V 2=(738+80)S-743S=75Smm 3 T 2=273+(-3)=270K

解得 p=762.2 mmHg (三)课堂小结

1.在任何温度和任何压强下都能严格遵循气体实验定律的气体叫理想气体。

3.盖·吕萨克定律是指:一定质量的气体在压强不变的条件下,它的体积与热力学温度成正比。

怎样运用理想气体状态方程解题

§7 怎样运用理想气体状态方程解题 理想气体处在平衡状态时,描写状态的各个参量(压强P 、体积V 和温度T )之间关系式,叫理想气体状态方程,其数学表达式为: (1)M PV RT μ= 此式的适用条件是:①理想气体;②平衡态。 上式中: M -气体的质量; μ--摩尔质量; M μ-是气体的摩尔数。 对于一定质量, 一定种类的理想气体,在热平衡下,状态方程可写为: 112212PV PV M R const T T μ==== 此式表明:一定质量、一定种类的理想气体,几个平衡状态的各参量之间的关系。 对于种类相同的两部分气体的状态参量分别为1P 、1V 、1T 、2P 、2V 、2T ,现将其混合。其状态参量为P 、V 、T ,则状态参量间具有下列关系式: 112212 PV PV PV T T T =+ 此式实质上说明了质量守恒:12M M M =+(1M 、2M 与M 分别表示混合前后的质量),按照质量守恒与状态方程是否可以得知:式(3)对不同气体也照样适合?请思考。 一、关于气体恒量R 的单位选择问题: 一摩尔质量的理想气体,要标准状况下,即01P atm =,0273.15T K =,022.4V L =,故有000 PV R T =。 在国际单位制() 23P /,a N m m -压强体积用作单位中,R 的量值选8.31J/mol K ?。

因为:32331.01310/22.410/8.31/273.15N m m mol R J mol K K ???==?; 在压强用大气压、体积用3m 时,R 的量值取3 8.2110/atm m mol K -???,因为: 335122.410/8.2110/273.15atm m mol R atm m mol K K -??==??? 在压强用大气压作单位、体积用升作单位时,R 的量值选0.082/atm l mol K ??,因为: 122.4/0.082/273.15atm l mol R atm l mol K K ?==?? 应用M PV RT μ=计算时,压强、体积单位的选取必须与R 一致在同时温度必须用热力 学温标。 二、怎样用状态方程来解题呢? 1、根据问题的要求和解题的方便,倒塌选取研究对象。研究对象选择得合理,解题就会很方便,否则会造成很多麻烦。选择对象时,容易受容器的限制。事实上,有时一摆脱容器的束缚,就能巧选研究对象。选择时应注意:在独立方程的个数等于未知量的个数的前提下,研究对象的数目应尽可能地少。最好是,研究对象的数目恰好等于待求的未知量的数目,此时,中间未知量一个也没出现。 2、描写研究对象的初、未平衡状态,即确定平衡状态下的P 、V 、T ; 3、根据过程的特征,选用规律列出方程,并求解。选择研究对象与选用规律,其根据都是过程的特征,因此,这两者往往紧密联系。列方程时,一般用状态方程的式子多,而用状态变化方程时式子较少,故能用状态变化方程时应尽可能优先考虑。 气体的混合(如充气、贮气等)和分离(如抽气、漏气等)有关的习题不少。对于这类习题,可从不同角度出发去列方程:①从质量守恒定律或推广到不同种类的分子气体时总摩尔数不变来考虑;②从同温、同压下的折合的加和减来考虑。由于气体体积是温度、压强的函数,所以,在利用利用“气体折合体积的加和性”时必须注意,只有统一折算成相同温度

理想气体状态方程

***********学院 2015 ~ 2016 学年度第一学期 教师课时授课教案(首页) 学科系:基础部授课教师:**** 专业:药学科目:物理课次: 年月日年月日

理想气体状态方程 (一)引入新课 在讲授本节课之前,让学生完成理想气体方程的实验。上课时,利用学生实验的一组数据进行分析,归纳总结出气体状态方程,再引入理想气体。 (二)引出课程内容 1.气体的状态参量 (1)体积V 由于气体分子可以自由移动,所以气体具有充满整个容器的性质。因而气体的体积由容器的容积决定。气体的体积就是盛装气体的容器的容积。 体积的单位:立方米,符号是m3 。体积的其他单位还有dm3(立方分米)和cm3(立方厘米)。日常生活和生产中还用1L(升)作单位。 各种体积单位的关系: 1 m3=103 L=103 dm3=106 cm3 (2)温度 温度是用来表示物体冷热程度的物理量。要定量地确定温度,必须给物体的温度以具体的数值,这个数值决定于温度零点的选择和分度的方法。温度数值的表示方法称为温标。 ①日常生活中常用的温标称为摄氏温标。它是把1.013×105Pa气压下水的冰点定为零度,沸点定为100度,中间分为100等分,每一等分代表1度。用这种温标表示的温度称为摄氏温度,用符号t表示。 摄氏温度单位:摄氏度,符号是℃。 温标:温度数值的表示方法称为温标。 ②在国际单位制中,以热力学温标(又称为绝对温标)作为基本温标。这种温标以 -273.15 ℃作为零度,称为绝对零度。用这种温标表示的温度,称为热力学温度或绝对温度,用符号T表示。 绝对温度单位:开尔文,简称开,符号是 K。 热力学温度和摄氏温度只是零点的选择不同,但它们的分度方法相同,即二者每一度的大小相同。 ③热力学温度和摄氏温度之间的数值关系: T t=+(为计算上的简化,可取绝对零度为-273℃) 273 例如气压为1.013×105 Pa时 冰的熔点t =0 ℃→T = 273 K 水的沸点t =100 ℃→T =(100+273)K 温度与物质分子的热运动关系:温度越高,分子热运动越剧烈。分子平均速率也越大(各

专题三:气体实验定律_理想气体的状态方程

专题三:气体实验定律 理想气体的状态方程 [基础回顾]: 一.气体的状态参量 1.温度:温度在宏观上表示物体的________;在微观上是________的标志. 温度有________和___________两种表示方法,它们之间的关系可以表示为:T = ________.而且ΔT =____(即两种单位制下每一度的间隔是相同的). 绝对零度为____0 C,即___K ,是低温的极限,它表示所有分子都停止了热运动.可以无限接近,但永远不能达到. 2.体积:气体的体积宏观上等于___________________________________,微观上则表示_______________________.1摩尔任何气体在标准状况下所占的体积均为_________. 3.压强:气体的压强在宏观上是___________;微观上则是_______________________产生的.压强的大小跟两个因素有关:①气体分子的__________,②分子的_________. 二.气体实验定律 1.玻意耳定律(等温变化) 一定质量的气体,在温度不变的情况下,它的压强跟体积成______;或者说,它的压强跟体积的________不变.其数学表达式为_______________或_____________. 2.查理定律(等容变化) (1)一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度每升高(或降低)10 C ,增加(或减少)的压强等于它在___________.其数学表达式为_______________或_____________. (2)采用热力学温标时,可表述为:一定质量的气体,在体积不变的情况下,它的压强与热力学温度成______.其数学表达式为____________. (3)推论:一定质量的气体,从初状态(P ,T )开始,发生一等容变化过程,其压强的变化量△P 与温度变化量△T 的关系为_____________. 3.盖·吕萨克定律(等压变化) (1)一定质量的气体,在压强不变的情况下,温度每升高(或降低)10 C ,增加(或减少)的体积等于它在___________.其数学表达式为_______________或_____________. (2)采用热力学温标时,可表述为:一定质量的气体,在压强不变的情况下,它的体积与热力学温度成______.其数学表达式为____________. (3)推论:一定质量的气体,从初状态(V ,T )开始,发生一等压变化过程,其体积的变化量△V 与温度变化量△T 的关系为_____________. 三.理想气体状态方程 1.理想气体 能够严格遵守___________的气体叫做理想气体.从微观上看,分子的大小可忽略,除碰撞外分子间无___________,理想气体的内能由气体_____和_____决定,与气体_____无关.在___________、__________时,实际气体可看作理想气体. 2.一定质量的理想气体状态方程: 2 2 2111T V P T V P = 3.密度方程: 2 22111ρρT P T P = [重难点阐释]: 一.气体压强的计算

高中理想气体的状态方程学案教案

2.查理定律 3. 盖—吕萨克定律 二、理想气体: 为研究气体性质的方便,可以设想一种气体,在任何温度、任何压强下都遵从,我们把这样的气体叫做。 (回忆:已学过的理想模型?) (1)理想气体的宏观描述:能够严格遵从气体三个实验定律的气体. (2)理想气体的微规模型:分子间不存在相互作用力(除碰撞外),并且分子是没有大小的质点的气体. (3)理想气体是从实际气体抽象出来的物理模型. 理想气体是不存在的,但在温度不太低,压强不太大的情况下,可将实际气体看做是理想气体,误差很小,计算起来却方便多了. 三、理想气体的状态方程 完成P24思考与讨论-----推导一定质量的理想气体p、V、T所遵从的数学关系式一定质量的某种理想气体从状态A(p A、V A、T A)经历一个等温过程到状态B(p B、V B、T B),从B经历一个等容过程到状态C(p C、V C、T C)(图) A到B:由玻意耳定律可得 (1) B到C: 由查理定律可得(2) 又:T B=T A V C=V B 可得 而A、C是气体的任意两个状态。故上式表明: 一定质量的理想气体,从状态1( p1V1T1) 变到状态2(p2V2T2)尽管p、V、T着三个参量都可以改变,但是是不变的。即: 或 注意:式中的C是一个常量,与P、V 、T无关。以上两式都叫做一定质量理想气体的状态方程。 思考P25例题,体会解题思路和步骤 练习

1.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是 ( ) ( A )压强增大,体积增大,分子的平均动能一定增大 ( B )压强减小,体积减小,分子的平均动能一定增大 ( C )压强减小,体积增大,分子的平均动能一定增大 ( D ) 压强增大,体积减小,分子的平均动能一定增大 2.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、 p乙,且p甲< p乙 , 则() A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 B.甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度 C.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 D.甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能 3.一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内,开始时气体体积为V0,温度升高到27℃。活塞上施加压力,将气体体积压缩到2V0/3,温度升高到57℃。设大气压强P0=×105Pa,活塞与气缸壁摩擦不计。 (1)求此时气体的压强; (2)保持温度不变,缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0,求此时气体的压强。 4.内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为×l05Pa、体积为×l0-3m3的理想气体.现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127℃. (1)求气缸内气体的最终体积; (2)在p-V图上画出整个过程中 气缸内气体的状态变化. (大气压强为×l05Pa) 3)

理想气体状态方程式

第1章第零定律与物态方程 一、基本要点公式及其适用条件 1.系统的状态和状态函数及其性质 系统的状态—就是系统物理性质和化学性质的综合表现,它采用系统的宏观性质来描述系统的状态,系统的宏观性质,也称为系统的"状态函数"。 系统的宏观性质(状态函数)—就是由大量(摩尔级)的分子、原子、离子等微观粒子组成的宏观集合体所表现出的集团行为,简称"热力学性质"或“热力学函数”如p、V、T、U、H、S、A、G等。 Z=f(x,y)表示一定量、组成不变的均相系统,其任意宏观性质(Z)是另两个独立宏观性质(x,y)的函数。状态函数Z具有五个数学特征: (1),状态函数改变量只决定于始终态,与变化过程途径无关。 (2),状态函数循环积分为零,这是判断Z是否状态函数的准则之一。 (3),系Z的全微分表达式 (4),系Z的 Euler 规则,即微分次序不影响微分结果。 (5),系Z、x、y满足循环式,亦称循环规则。 2.热力学第零定律即热平衡定律: 当两个物态A和B分别与第三个物体C处于热平衡,则A和B之间也必定彼此处于热平衡。T=t+273.15,T是理想气体绝对温标,以"K"为单位。t是理想气体摄氏温标,以"℃"为单位。 绝对温标与摄氏温标在每一度大小是一样的,只是绝对温标的零度取在摄氏温标的 -273.15℃处,可以看出,有了绝对温标的概念后,只需确定一个固定参考点(pV)0p=0,依国际计量大会决定,这个参考点选取在纯水三相点,并人为规定其温度正好等于 273.16K。 3.理想气态方程及其衍生式为: ;式中p、V、T、n单位分别为 Pa、m3、K、mol;R=8.314J·mol-1·K-1,V m为气体摩尔体积,单位为 m3·mol-1,ρ为密度单位kg·m-3,M 为

高中物理-理想气体状态方程

理想气体状态方程 理想气体状态方程 理想气体状态方程,又称理想气体定律、普适气体定律,是描述理想气体在处于平衡态时,压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。 理想气体状态方程建立在玻义耳-马略特定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律的基础上。 理想气体状态方程是由研究低压下气体的行为导出的。但各气体在适用理想气体状态方程时多少有些偏差;压力越低,偏差越小,在极低压力下理想气体状态方程可较准确地描述气体的行为。极低的压强意味着分子之间的距离非常大,此时分子之间的相互作用非常小;又意味着分子本身所占的体积与此时气体所具有的非常大的体积相比可忽略不计,因而分子可近似被看作是没有体积的质点。于是从极低压力气体的行为触发,抽象提出理想气体的概念。 理想气体状态方程表达式 理想气体状态方程数学表达式为: pV=nRT 方程有4个变量,其意义描述如下: p是指理想气体的压强;

V为理想气体的体积; n表示气体物质的量; T表示理想气体的热力学温度; 还有一个常量R,R为理想气体常数。 从数学角度可以看出,理想气体状态方程变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称,对常温常压下的空气也近似地适用。 理想气体状态方程的特殊情况 1.理想气体状态方程的恒温过程(T恒定) 该过程满足玻义耳定律(玻—马定律)(Boyles‘s Law) 当n,T一定时,由理想气体状态方程可知,V,p成反比,即V∝(1/p); 2.理想气体状态方程的等容过程(V恒定) 该过程满足查理定律(Charles’s Law) 当n,V一定时,由理想气体状态方程可知,T,p成正比,即p∝T; 3.理想气体状态方程的等压过程(p恒定) 该过程满足盖-吕萨克定律(Gay-Lussac‘s Law)

理想气体的状态方程 说课稿 教案 教学设计

新课标要求 知识与技能过程与方法情感、态度和价值观 1.掌握理想气体状态方程的内容及表达式。 2.知道理想气体状态方程的使用条件。 3.会用理想气体状态方程进行简单的运算。通过推导理想气 体状态方程,培 养学生利用所学 知识解决实际问 题的能力 理想气体是学生遇到 的又一个理想化模型, 正确建立模型,对于学 好物理是非常重要的, 因此注意对学生进行 物理建模方面的教育 教材分析与方法 教学重点教学难点教学方法教学用 具 1.掌握理想气体状态方程的内容及表达式。知道理想气体状态方程的使用条件。 2.正确选取热学研究对象,抓住气体的初、末状态,正确确定气体的状态参量,从而应用理想气体状态方程求解有关问题。应用理想 气体状态 方程求解 有关问题 启发、讲 授、实验探 究 投影仪、 多媒体、 实验仪 器 教师活动学生活动 1.前面我们已经学习了三个气体 实验定律,玻意耳定律、查理定 律、盖-吕萨克定律。这三个定 律分别描述了怎样的规律?说出 它们的公式。 2.以上三个定律讨论的都是一个 参量变化时另外两个参量的关 系。那么,当气体的p、V、T三 个参量都变化时,它们的关系如 何呢? 一、理想气体 问题: 压强(p)(atm)空气体积V(L)pV值( 1×1.013×105PaL) 1 100 200 500 1000 1.000 0.9730/100 1.0100/200 1.3400/500 1.9920/1000 1.000 0.9730 1.0100 1.3400 1.9920 在压强不太大的情况下,实验结果跟实验定律——玻意耳定律基本吻合,而在压强较大时,玻意耳定律则完全不适用了。 (2)为什么在压强较大时,玻意耳定律不成立呢?如果温度太低,查理定律是否也不成立呢?

高中物理选修3-3理想气体的状态方程教案

8.3、理想气体的状态方程 一、教学目标 1.在物理知识方面的要求: (1)初步理解“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。 (3)熟记盖·吕萨克定律及数学表达式,并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。 2.通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖·吕萨克定律的过程,培养学生严密的逻辑思维能力。 3.通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程,使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法,并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。 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”这一概念的理解是本节课的一个难点,因为这一概念对中学生来讲十分抽象,而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义,只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。 另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、教具 1.气体定律实验器、烧杯、温度计等。 四、主要教学过程 (一)引入新课 前面我们学习的玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时,压强与体积变化所遵循的规律,而查理定律是一定质量的气体在体积不变时,压强与温度变化时所遵循的规律,即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变,而另外两个参量变化所遵循的规律,若三个状态参量都发生变化时,应遵循什么样的规律呢?这就是我们今天这节课要学习的主要问题。 (二)教学过程设计 1.关于“理想气体”概念的教学 设问: (1)玻意耳定律和查理定律是如何得出的?即它们是物理理论推导出来的还是由实验总结归纳得出来的?答案是:由实验总结归纳得出的。 (2)这两个定律是在什么条件下通过实验得到的?老师引导学生知道是在温度不太低(与常温比较)和压强不太大(与大气压强相比)的条件得出的。 老师讲解:在初中我们就学过使常温常压下呈气态的物质(如氧气、氢气等)液化的方法是降低温度和增大压强。这就是说,当温度足够低或压强足够大时,任何气体都被液化了,当然也不遵循反映气体状态变化的玻意耳定律和查理定律了。而且实验事实也证明:在较低温度或较大压强下,气体即使未被液化,它们的实验数据也与玻意耳定律或查理定律计算出的数据有较大的误差。 5

理想气体的状态方程教案

理想气体的状态方程教 案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

第3节理想气体的状态方程 复习预习引入 知识探究过程 一、理想气体 问题:以下是一定质量的空气在温度不变时,体积随常压和非常压变化的实验数据:

压强(p)(atm)空气体积V (L) pV值( 1××105PaL) 1 100 200 500 1000 100 200 500 1000 问题分析:(1)从表中发现了什么规律? 在压强不太大的情况下,实验结果跟实验定律——玻意耳定律基本吻合,而在压强较大时,玻意耳定律则完全不适用了。 (2)为什么在压强较大时,玻意耳定律不成立呢如果温度太低,查理定律是否也不成立呢 ○1分子本身有体积,但在气体状态下分子的体积相对于分子间的空隙很小,可以忽略不计。 ○2分子间有相互作用的引力和斥力,但分子力相对于分子的弹性碰撞时的冲力很小,也可以忽略。 ○3一定质量的气体,在温度不变时,如果压强不太大,气体分子自身体积可忽略,玻意耳定律成立,但在压强足够大时,气体体积足够小而分子本身不能压缩,分子体积显然不能忽略,这样,玻意耳定律也就不成立了。 ○4一定质量的气体,在体积不变时,如果温度足够低,分子动能非常小,与碰撞时的冲力相比,分子间分子力不能忽略,因此查理定律亦不成立了。 总结规律:设想有这样的气体,气体分子本身体积完全可以忽略,分子间的作用力完全等于零,也就是说,气体严格遵守实验定律。这样的气体就叫做理想气体。 a.实际的气体,在温度不太低、压强不太大时,可以近似为理想气体。

b.理想气体是一个理想化模型,实际气体在压强不太大、温度不太低的情况下可以看作是理想气体. 二、理想气体的状态方程 情景设置:理想气体状态方程是根据气体实验定律推导得到的。如图所示,一定质量的理想气体由状态1(T 1、p 1、v 1)变化到状态2(T 2、p 2、v 2),各状态参量变化有什么样的变化 呢?我们可以假设先让气体由状态1(T 1、p 1、v 1)经等温变化到状态c (T 1、p c 、v 2),再经过等容变化到状态2(T 2、p 2、v 2)。 推导过程:状态A →状态B ,等温变化,由玻意耳定律: 状态B →状态C ,等容变化,由查理定律: 两式消去B p ,得 又 A B T T =,C B V V = 代入上式得 上式即为状态A 的三个参量p A 、V A 、T A 与状态C 的三个参量p C 、V C 、T C 的关系。 总结规律:(1)内容:一定质量的理想气体,在状态发生变化时,它的压强P 和体积V 的乘积与热力学温度T 的比值保持不变,总等于一个常量。这个规律叫做一定质量的理想气体状态方程。 (2)公式:设一定质量的理想气体从状态1(p 1、V 1、T 1)变到状态2(p 2、V 2、T 2)则有表达式: 222111T V p T V p =或T pV = 恒量 适用条件:①一定质量的理想气体;②一定质量的实际气体在压强不太高,温度不太低的情况下也可使用。

教学反思+理想气体的状态方程

《理想气体的状态方程》教学反思六字引领下的四步目标教学法,是我校一直以来坚持的一种教学方法,在实际的教学中已经取得了很大的成果,学生已经能够非常好的适应在这种模式下学习。5月22日,我以落实“六字引领下的四步目标教学法”为主题,进行一节公开课:选修3-3,第八章第三节《理想气体的状态方程》。 通过课前的教学的准备,课上的积极铺垫与引导,本节课顺利高效的完成,有值得以后借鉴的地方也有需要改进的不当之处。 我觉得有点主要有这样三方面: 一、为此,我在课前备课时充分考虑到这些问题;通过对前几节知识的复习,当学生有了基础预设之后,我适时的提出问题:“当气体的温度很低或者压强很大时,前面所学习的三个定律不再适用,于是我们在解题中遇到了一定的问题,为了解决这个问题也为了计算的方便,物理学中引入理想气体的概念,本节课来学习什么是理想气体,研究一下理想气体具有哪样的性质”。这样,学生既知道了为什么要引入理想气体,同时又明确了本节课需要学习哪些知识,从而对本节课有自己的预设,使学生进入新课时没有新知识的冲击压力; 二、在课堂教学中,设置众多难度较低的问题,使学生能够顺利的解决问题,提高学习的信心;在课堂教学中,设置了多个讨论环节,使学生充分参与到其中,鼓励他们通过讨论,通过团队的力量解决问题,提高学生之间的合作意识。最终,在清晰思路的引领下,完成了本节课的教学内容,各个环节也都得到了充分的落实,学生和老师都

反应非常不错。 三、本节课最大的亮点就在于将学生分组,通过理想气体进行不同形式的变化,利用三个定律推导出状态参量满足相同的关系式,这样既完成了本节课的重点内容,又使得学生对前面知识的把握更进一层。 本节课的不当之处有一下几点: 首先,在“理想气体的特点”教学环节中,虽然设置了四个问题,让学生讨论以得出特点,但是起初对于“根据屏幕上四个问题来讨论”强调的不够,以致于学生在看书和讨论时出现了没有根据,找不到问题的切入点; 其次,在“特点”的讨论得出结论后,并没有给学生一定的时间整理学案或者记忆,使得知识没有得到最及时的记忆和理解; 第三,在应用理想气体的状态方程解例题的过程中,直接给出了四个思考问题来引导学生解答,虽然学生能够据此很好的得出答案,但是对学生思维的拓展起到了束缚的作用,因此,该点值得商榷。 总之,这节课完成的非常流畅,教学任务落实的很到位,“六字”以及“四步目标”体现的非常明显。学生在学习中,不管是知识还是能力都有所收获,但是,如果将上述的几个问题处理的更好,本节课将会更加的精彩。

高中物理人教版选修3-3教案 《理想气体的状态方程》(2篇)

理想气体的状态方程 一、教学目标 1.在物理知识方面的要求: (1)初步理解“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。 (3)熟记盖·吕萨克定律及数学表达式,并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。 2.通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖·吕萨克定律的过程,培养学生严密的逻辑思维能力。 3.通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程,使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法,并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。 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”这一概念的理解是本节课的一个难点,因为这一概念对中学生来讲十分抽象,而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义,只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。另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、教具 1.气体定律实验器、烧杯、温度计等。 四、主要教学过程 (一)引入新课 前面我们学习的玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时,压强与体积变化所遵循的规律,而查理定律是一定质量的气体在体积不变时,压强与温度变化时所遵循的规律,即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变,而另外两个参量变化所遵循的规律,若三个状态参量都发生变化时,应遵循什么样的规律呢?这就是我们今天这节课要学习的主要问题。 (二)教学过程设计 1.关于“理想气体”概念的教学 设问: (1)玻意耳定律和查理定律是如何得出的?即它们是物理理论推导出来的还是由实验总结归纳得出来的?答案是:由实验总结归纳得出的。 (2)这两个定律是在什么条件下通过实验得到的?老师引导学生知道是在温度不太低(与常温比较)和压强不太大(与大气压强相比)的条件得出的。 老师讲解:在初中我们就学过使常温常压下呈气态的物质(如氧气、氢气等)液化的方法是降低温度和增大压强。这就是说,当温度足够低或压强足够大时,任何气体都被液化了,当然也不遵循反映气体状态变化的玻意耳定律和查理定律了。而且实验事实也证明:在较低温度或较大压强下,气体即使未被液化,它们的实验数据也与玻意耳定律或查理定律计算出的数据有较大的误差。 P (×1.013×105Pa) pV值(×1.013×105PaL) H 2 N 2 O 2 空 气 1 1 .000 1 .000 1 .000 1 .000 100 1 .0690 .9941 .9265 .9730 200 1 .1380 1 .0483 .9140 1 .0100 500 1 .3565 1 .3900 1 .1560 1 .3400 1000 1211

8.3《理想气体的状态方程》(2016学案)解析

8.3《理想气体的状态方程》导学案 1在任何温度、任何压强下都遵从 ____________________■勺气体叫做理想气体?事实上,玻意耳 定律、查理定律、盖一吕萨克定律等气体实验定律,都是在压强 _______________ 、温度 ____________ ■勺条件下总结出来的?当压强 _________、温度__________ 寸,由上述定律计 算的结果与实验测量结果有很大的差别?实际气体在温度 __、压强__________ 时,可近似看做理想气体. 2. _____________________________________________ —定质量的理想气体发生状态变化时, 它的 _______________________________________________ 跟 _______ 的乘积与 _______________ 的比值保持不变,这种关系称为理想气体的状态方程. 用p 、V 、T 分别表示气体某状态的压强、体积和温度,理想气 体状态方程的表达式为: 用p i 、V i 、T i 分别表示初态压强、体积和热力学温度, P 2、、V 、T 2 分别表示末态压强、体积和热力学温度,则理想气体状态方程表 达式为: 3. 关于理想气体,下列说法正确的是( ) A. 理想气体也不能严格地遵守气体实验定律 B. 实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体 C. 实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体 D. 所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体 4. 对于一定质量的理想气体,下列状态变化中可能的是 ( ) A. 使气体体积增加而同时温度降低 B .使气体温度升高,体积不变、压强减小 C.使气体温度不变,而压强、体积同时增大 D .使气体温度升高,压强减小,体积减小 6 .下列叙述正确的是( ) A. 一定质量的某种气体,当温度和体积都保持不变时,它的压强一定不会发生变化 B. 一定质量的某种气体,当其体积增大时,压强不可能增大 C. 一定质量的某种气体,当其温度升高时,体积一定增大 D. 一定质量的某种气体的压强增大,温度降低,这种气体的密度一定增大 【概念规律练】 知识点一理想气体的状态方程 1 . 一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为 p i 、V 、T i ,在另 平衡状态下的压强、体积和温度分别为 P 2、V 2、T 2,下列关系中正确的是( ) A. p i = P 2, V i = 2V 2, T i = 2丁 2 B C. p i = 2p 2, V = 2V ;,T i = 2T 2 D . p i = 2p 2, V i = V 2, T i = 2T 2 2 .对一定质量的理想气体( ) A. 若保持气体的温度不变,则当气体的压强减小时,气体的体积一定会增大 B. 若保持气体的压强不变,则当气体的温度减小时,气体的体积一定会增大 C. 若保持气体的体积不变,则当气体的温度减小时,气体的压强一定会增大 D. 若保持气体的温度和压强都不变,则气体的体积一定不变 知识点二理想气体状态变化图象 i P i = P 2,M = 2仏,T i =

理想气体状态方程

理想气体状态方程 理想气体状态方程(ideal gas,equation of state of),也称理想气体定律或克拉佩龙方程,描述理想气体状态变化规律的方程。质量为m,,摩尔质量为M的理想气体,其状态参量压强p、体积V和绝对温度T之间的函数关系为pV=mRT/M=nRT 式中ρ和n分别是理想气体的摩尔质量和物质的量;R是气体常量。对于混合理想气体,其压强p是各组成部分的分压强p1、p2、……之和,故 pV=(p1+p2+……)V=(n1+n2+……)RT,式中n1、n2、……是各组成部分的摩尔数。 以上两式是理想气体和混合理想气体的状态方程,可由理想气体严格遵循的气体实验定律得出,也可根据理想气体的微观模型,由气体动理论导出。在压强为几个大气压以下时,各种实际气体近似遵循理想气体状态方程,压强越低,符合越好,在压强趋于零的极限下,严格遵循。 pV=nRT(克拉伯龙方程[1]) p为气体压强,单位Pa。V为气体体积,单位m3。n为气体的物质的量,单位mol,T为体系温度,单位K。 R为比例系数,数值不同状况下有所不同,单位是J/(mol·K) 在摩尔表示的状态方程中,R为比例常数,对任意理想气体而言,R是一定的,约为8.31441±0.00026J/(mol·K)。 如果采用质量表示状态方程,pV=mrT,此时r是和气体种类有关系的,r=R/M,M为此气体的平均分子量. 经验定律 (1)玻意耳定律(玻—马定律) 当n,T一定时V,p成反比,即V∝(1/p)① (2)查理定律 当n,V一定时p,T成正比,即p∝T ② (3)盖-吕萨克定律 当n,p一定时V,T成正比,即V∝T ③ (4)阿伏伽德罗定律 当T,p一定时V,n成正比,即V∝n ④ 由①②③④得 V∝(nT/p)⑤ 将⑤加上比例系数R得 V=(nRT)/p 即pV=nRT 实际气体中的问题当理想气体状态方程运用于实际气体时会有所偏差,因为理想气体的基本假设在实际气体中并不成立。如实验测定 1 mol乙炔在20℃、101kPa 时,体积为24.1 dm,,而同样在20℃时,在842 kPa下,体积为0.114 dm,,它们相差很多,这是因为,它不是理想气体所致。 一般来说,沸点低的气体在较高的温度和较低的压力时,更接近理想气体,如氧气的沸点为-183℃、氢气沸点为-253℃,它们在常温常压下摩尔体积与理想值仅相差

人教版3-3 第8章 3 理想气体的状态方程 作业

第八章 3 理想气体的状态方程 基础达标 1.一定质量的理想气体,经历了如图所示的状态变化过程,则三个状态的温度之比是( ) A .1∶3∶5 B .3∶6∶5 C .3∶2∶1 D .5∶6∶3 【答案】B 解析:由状态方程知 p 1V 1T 1=p 2V 2T 2=p 3V 3 T 3 ,代入数据可以得出,T 1∶T 2∶T 3=3∶6∶5. 2.(2018徐州名校质检)一定质量的理想气体,状态变化由a 到b 到c ,其p -t 图中直线ab 平行p 坐标轴(t 为摄氏温标),直线bc 通过坐标原点,三状态的体积分别为V a 、V b 、 V c ,则根据图象可以判定( ) A .V a >V b B .V a =V b C .V b >V c D .V b =V c 【答案】C 解析:根据理想气体的状态方程有pV T =C ,其中a →b 温度不变,压强减少,即体积增大,故V a V c ,故C 正确. 3.(2019韶关名校月考)如图所示,表示一定质量的气体的状态由A 经B 到C 回到A 的图象,其中AB 延长线通过坐标原点.BC 和AC 分别与T 轴和V 轴平行.则下列描述正确的是( )

A .A → B 过程气体压强增加 B .B → C 过程气体压强不变 C .C →A 过程气体分子密度减小 D .A →B 过程气体分子平均动能增加 【答案】D 解析:过各点的等压线如图,从状态A 到状态B ,同一条斜线上,压强相等,故A 错误;从状态B 到状态C ,斜率变大,则压强变小,故B 错误;从状态C 到状态A ,温度不变,体积减小,则单位体积内的分子数增大,故C 错误;从状态A 到状态B ,温度升高,则分子平均动能增大,故D 正确. 4.(2019梧州名校检测)如图所示,三支粗细相同的玻璃管,中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱,且V 1=V 2>V 3,h 1V 3,ΔT 相同,故ΔV 1=ΔV 2>ΔV 3,即甲管与乙管中水银柱上升最多.故B 正确,A 、C 、D 错误. 5.(多选)一定质量的理想气体,初始状态为p 、V 、T 经过一系列状态变化后,压强仍为p ,则下列过程中可以实现的是( ) A .先等温膨胀,再等容降温 B .先等温压缩,再等容降温 C .先等容升温,再等温压缩 D .先等容降温,再等温压缩 【答案】BD 解析:根据理想气体状态方程pV T =C ,若经过等温膨胀,则T 不变,V 增加,p 减小,再

理想气体状态方程练习题

选修3-3理想气体状态方程练习题 学号班级姓名 1.关于理想气体,下列说法正确的是( ) A.理想气体能严格遵守气体实验定律 B.实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下,可看成理想气体 C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体 D.所有的实际气体任何情况下,都可以看成理想气体 2.一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是( ) A.p1=p2,V1=2V2,T1=1 2 T2 B.p1=p2,V1= 1 2 V2,T1=2T2 C.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2 D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T2 3.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用下图上 的直线ABC来表示,在A、B、C三个状态上,气体的温度T A、T B、T C相比 较,大小关系为( ) A.T B=T A=T C B.T A>T B>T C C.T B>T A=T C D.T B

5 有两个容积相等的容器,里面盛有同种气体,用一段水平玻璃管把它们连接起来。在玻璃管的正中央有一段水银柱,当一个容器中气体的温度是0℃,另一个容器中气体的温度是20℃时,水银柱保持静止。如果使两容器中气体的温度都升高10℃,管中的水银柱会不会移动?如果移动的话,向哪个方向移动? 6一艘位于水面下200m 深处的潜水艇,艇上有一个容积为3 2m 的贮气筒,筒内贮有压缩空气,将筒内一部分空气压入水箱(水箱有排水孔和海水相连),排出海水3 10m ,此时筒内剩余气体的压强是95atm 。设在排水过程中温度不变,求贮气钢筒里原来压缩空气的压强。(计算时 可取Pa atm 5 101=,海水密度2 3 3 /10,/10s m g m kg ==ρ)

高中物理第八章气体第3节理想气体的状态方程教学案新人教选修3-3

第3节 理想气体的状态方程 1.理想气体:在任何温度、任何压强下都遵从气体实 验定律的气体,实际气体在压强不太大、温度不太低时可看作理想气体。 2.理想气体状态方程: p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pV T =C 。 3.适用条件:一定质量的理想气体。 一、理想气体 1.定义 在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体。 2.理想气体与实际气体 在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时,可以把实际气体当成理想气体来处理。 如图8-3-1所示。 图8-3-1 二、理想气体的状态方程 1.内容 一定质量的某种理想气体,在从一个状态变化到另一个状态时,压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。 2.公式 p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pV T =C (恒量)。 3.适用条件 一定质量的理想气体。

1.自主思考——判一判 (1)实际气体在常温常压下可看作理想气体。(√) (2)一定质量的理想气体从状态1变化到状态2,经历的过程不同,状态参量的变化不同。(×) (3)pV T =C 中的C 是一个与气体p 、V 、T 有关的常量。(×) (4)一定质量的气体,体积、压强不变,只有温度升高。(×) (5)一定质量的气体,温度不变时,体积、压强都增大。(×) (6)一定质量的气体,体积、压强、温度都可以变化。(√) 2.合作探究——议一议 (1)在实际生活中理想气体是否真的存在?有何意义? 提示:不存在。是一种理想化模型,不会真的存在,是对实际气体的科学抽象。 (2)对于一定质量的理想气体,当其状态发生变化时,会不会只有一个状态参量变化,其余两个状态参量不变呢,为什么? 提示:不会。根据理想气体状态方程,对于一定质量的理想气体,其状态可用三个状态参量p 、V 、T 来描述,且pV T =C (定值)。只要三个状态参量p 、V 、T 中的一个发生变化,另外两个参量中至少有一个会发生变化。故不会发生只有一个状态参量变化的情况。 (3)在理想气体状态方程的推导过程中,先后经历了等温变化、等容变化两个过程,是否表示始末状态参量的关系与中间过程有关? 提示:中间过程只是为了应用学过的规律(如玻意耳定律、查理定律等),研究始末状态参量之间的关系而采用的一种手段,结论与中间过程无关。 理想气体状态方程的应用 1.理想气体状态方程的分态式 (1)一定质量的理想气体的pV T 值,等于其各部分pV T 值之和。用公式表示为pV T =p 1V 1T 1+ p 2V 2 T 2 +…+ p n V n T n 。 (2)一定质量理想气体各部分的pV T 值之和在状态变化前后保持不变,用公式表示为 p 1V 1T 1+p 2V 2T 2+…=p 1′V 1′T 1′+p 2′V 2′ T 2′ +… (3)当理想气体发生状态变化时,如伴随着有气体的迁移、分装、混合等各种情况,使

高中物理《理想气体的状态方程》优质课教案、教学设计

理想气体的状态方程教学设计 本堂课使用的教学方法: 讲授法、归纳法、互动探究法、实验法。 教学过程设计: (一)情景导入、展示目标 教师提出问题:瘪了的乒乓球如何恢复原状? 演示:把乒乓球放入热水中,乒乓球恢复原样。 请同学们猜想解释:为何能够恢复原状? 你知道如何应用气体知识解释这个现象吗? 引入新课:理想气体状态方程 (二)回顾复习提问: 1、玻意耳定理(气体等温变化):PV=C 2、查理定律(气体等容变化):P/T=C 3、盖---吕萨克定律(气体等压变化):V/T=C (三)新课探究、精讲点拨 1、理想气体: 问题探究一:教师通过引导学生分析表格数据,引导学生得出理想气体概念,通过对理想模型的说明对学生进行物理思想方法的培养。 2、理想气体状态方程: 问题探究二: 老师通过联系乒乓球的实际引导学生寻找P、V、T 三个状态参量同时变化时它们之间的关系。 (1)乒乓球内的气体可以看做理想气体

(2) 瘪了的乒乓球对应的三个状态参量分别为:P 1、V 1、T 1,放入热水复原后的乒乓球对应的三个状态参量分别为:P 2、V 2、T 2 这种情况下初末状态的这三个状态参量会遵循什么关系呢? 教师引导点拨: 直接寻找初末状态各参量的关系比较困难,我们能否想办法寻找一个中间状态作为中转站,把一个不熟悉的比较复杂的过程化解成两个熟悉的简单的过程去解决? 教师引导学生探究讨论, 并应用气体实验定律和相关数学知识推导, 并让学生展示推导过程。 教师引导学生反思总结: 比较以上探究过程,你能发现什么? 虽然经历的过程不同,但是得出了相同的结论:一定质量的某种理想气体,在状态发生变化时,它的压强 P 和体积 V 的乘积与热力学温度 T 的比值相等 说明:这里的 1、2 是气体的任意两个状态,具有普遍意义,所以,可以得出结论: 对于一定质量的某种理想气体,满足: PV =C T 学生总结以上理论推导,得出结论: 理想气体状态方程教师引导学生深入探究: 常数 C 和什么有关呢? 教师设计提出问题: 质量为m 的空气,在温度为T 1,压强为P 1 时,对应的体积为 V 1, 如何求其标况下对应的体积 V 2(设标况下温度为 T 0,压强为 P 0)? 如果设标况下空气的摩尔体积为 V 0,摩尔质量为M ,请写出V 2 和V 0 的关系式。 引导学生得出: P 1V 1 T 1 =P 0V 2 T 0 =nP 0V 0 T 0 =nR =C

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