高二物理理想氣體的狀態(tài)方程

高中物理新人教版選修-系列課件,8.3理想氣體的狀態(tài)方程,第八章氣體,教學(xué)目標(biāo),知識(shí)與能力1知識(shí)要求：（1）初步理解“理想氣體”的概念。（2）掌握運(yùn)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(dá)式，并能正確運(yùn)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(dá)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(yán)密的邏輯思維能力。3通過用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蓋呂薩克定律的教學(xué)過程，使學(xué)生學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證成正比關(guān)系的物理定律的一種方法，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一的標(biāo)準(zhǔn)”的教育。,重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點(diǎn)，因?yàn)樗粌H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(duì)“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)檫@一概念對(duì)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(duì)“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(dòng)理論方面才能對(duì)“理想氣體”給予進(jìn)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(shí)驗(yàn)器、燒杯、溫度計(jì)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(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循氣體實(shí)驗(yàn)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(diǎn):,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(diǎn).,2.氣體分子在運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)均等.,理想氣體是不存在的.,1、在常溫常壓下,大多數(shù)實(shí)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(fù)幾十?dāng)z氏度,壓強(qiáng)不超過大氣壓的幾倍時(shí),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(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個(gè)狀態(tài)參量p、V、T來描述，且知道這三個(gè)狀態(tài)參量中只有一個(gè)變而另外兩個(gè)參量保持不變的情況是不會(huì)發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個(gè)參量確定之后，第三個(gè)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(gè)狀態(tài)。,假定一定質(zhì)量的理想氣體在開始狀態(tài)時(shí)各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經(jīng)過某變化過程，到末狀態(tài)時(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強(qiáng)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(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù)。,使用條件:,一定質(zhì)量的某種理想氣體.,恒量由兩個(gè)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(shí)具有相同的物質(zhì)的量,這個(gè)恒量就相同.,例題一:,例題二:一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27，外界大氣壓為758毫米汞柱時(shí)，這個(gè)水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)為738毫米汞柱，此時(shí)管中水銀面距管頂80毫米，當(dāng)溫度降至-3時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743毫米汞柱，求此時(shí)的實(shí)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(duì)象是什么？,混入水銀氣壓計(jì)中的空氣,（2）畫出該題兩個(gè)狀態(tài)的示意圖：,（3）分別寫出兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)參量：,p1=758-738=20mmHgV1=80Smm3（S是管