人教版(新教材)高中物理選擇性必修3教學設計2：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題課第2課時理想氣體、氣體實驗定律的微觀解釋教學目標1.鞏固等壓變化、等容變化規(guī)律及其應用。2.了解理想氣體模型，知道實際氣體在什么情況下可以看作理想氣體。3.能用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體實驗定律。學習重點理想氣體模型、用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體實驗定律學習難點用分子動理論和統(tǒng)計觀點解釋氣體實驗定律教學過程教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容引入新課講授新課 討論一.問題引入大氣體實驗定律內(nèi)容是什么？適用范圍是什么?二.進行新課（一）理想氣體1．理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。2．理想氣體與實際氣體(1)實際氣體在溫度不低于零下幾十攝氏度、壓強不超過大氣壓的幾倍時，可以當成理想氣體來處理。(2)理想氣體是對實際氣體的一種理想化抽象，就像質(zhì)點、點電荷模型一樣，是一種理想模型，實際并不存在。（二）理想氣體的狀態(tài)方程1．內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時，盡管其壓強p、體積V和溫度T都可能改變，但是壓強p跟體積V的乘積與熱力學溫度T之比卻保持不變。2．表達式：eq\f(pV,T)＝C。3．適用條件：一定質(zhì)量的某種理想氣體。（三）氣體實驗定律的微觀解釋用分子動理論可以定性解釋氣體的實驗定律。1．玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是一定的。在這種情況下，體積減小時，分子的數(shù)密度增大，單位時間內(nèi)、單位面積上碰撞器壁的分子數(shù)就多，氣體的壓強就增大。2．蓋—呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大；只有氣體的體積同時增大，使分子的數(shù)密度減小，才能保持壓強不變。3．查理定律：一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時，分子的數(shù)密度保持不變。在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強就增大。（四）氣體狀態(tài)變化的圖像名稱圖像特點其他圖像等溫線p-VpV＝CT(C為常量)，即pV越大的等溫線對應的溫度越高，離原點越遠p-eq\f(1,V)p＝eq\f(CT,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，對應的溫度越高等容線p-Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，對應的體積越小等壓線V-TV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，對應的壓強越小三.課堂練習：1.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)為p、V、T，經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后，壓強仍為p，則下列過程中不可實現(xiàn)的是()A．先等溫膨脹，再等容降溫B．先等溫壓縮，再等容降溫C．先等容升溫，再等溫壓縮D．先等容降溫，再等溫壓縮AC〖根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，若經(jīng)過等溫膨脹，則T不變，V增加，p減小，再等容降溫，則V不變，T降低，p減小，最后壓強p肯定不是原來的值，A不可實現(xiàn)；同理可以確定C也不可實現(xiàn)。故A、C正確。〗2.(多選)如圖為一定質(zhì)量的理想氣體兩次不同體積下的等容變化圖線，有關說法正確的是()A．a(chǎn)點對應的氣體分子的數(shù)密度大于b點對應的氣體分子的數(shù)密度B．a(chǎn)點對應的氣體狀態(tài)其體積等于b點對應的氣體體積C．由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)歷的是等容過程D．由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)歷的是等溫過程AD〖由eq\f(pV,T)＝C，a點對應的氣體狀態(tài)其體積小于b點對應的氣體體積，故a點對應的氣體分子的數(shù)密度大于b點對應的氣體分子的數(shù)密度，故A正確，B錯誤；由狀態(tài)a沿直線ab到狀態(tài)b，氣體經(jīng)歷的是等溫過程，故C錯誤，D正確?！?.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行縱軸的直線變化到狀態(tài)B，則它的狀態(tài)變化過程的下列說法正確的是()A．氣體的溫度不變B．氣體的內(nèi)能增加C．氣體的分子平均速率減小D．氣體分子在單位時間內(nèi)與器壁單位面積上碰撞的次數(shù)不變B〖從p-V圖像中的AB圖線看。氣體狀態(tài)由A變到B為等容升壓，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的氣體。當體積不變時，壓強跟熱力學溫度成正比，所以壓強增大，溫度升高，A錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定，所以氣體的溫度升高，內(nèi)能增加，B正確；氣體的溫度升高，分子平均速率增大，C錯誤；氣體壓強增大，則氣體分子在單位時間內(nèi)與器壁單位面積上碰撞的次數(shù)增加，D錯誤?！?.如圖所示，絕熱汽缸A與導熱汽缸B橫截面積相同，均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦。兩汽缸內(nèi)都裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為V0、溫度均為T0，緩慢加熱A中氣體，停止加熱達到穩(wěn)定后，A中氣體壓強變?yōu)樵瓉淼?.2倍，設環(huán)境溫度始終保持不變，求汽缸A中氣體的體積VA和溫度TA。〖〖解析〗〗設初態(tài)壓強為p0，膨脹后A、B壓強相等，均為1.2p0。B中氣體始末狀態(tài)溫度相等，則有p0V0＝1.2p0(2V0－VA)VA＝eq\f(7,6)V0A部分氣體滿足eq\f(p0V0,T0)＝e