2019-2020年高中物理 8.3 理想氣體的狀態(tài)方程 教案 新人教版選修3-3.doc
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2019-2020年高中物理 8.3 理想氣體的狀態(tài)方程 教案 新人教版選修3-3 一、教材分析 理想氣體是為了研究問題的方便而提出的物理模型,實(shí)際氣體的一種近似,理想模型的方法突出矛盾的主要方面,忽略次要方面,是物理學(xué)中一種常用的方法。對于理想氣體狀態(tài)方程通過“思考與討論”,引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度推到方程。 二、教學(xué)目標(biāo) (一)、知識與技能 1.理解“理想氣體”的概念。 2.掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)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。 (二)、過程與方法 通過推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過程,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。 (三)、情感態(tài)度價值觀 通過建立模型突出矛盾的主要方面,忽略次要方面,體會物理的研究方法。 三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1.理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點(diǎn)。 2.對“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個難點(diǎn) 四、學(xué)情分析 對“理想氣體”這一概念的理解,因?yàn)檫@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(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。 五、教學(xué)方法 討論、談話、練習(xí)、多媒體課件輔助 六、課前準(zhǔn)備 1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:預(yù)習(xí)理想氣體的狀態(tài)方程 2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案。 七、課時安排:1課時 八、教學(xué)過程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。 (二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 玻意耳定律是一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時,壓強(qiáng)與體積變化所遵循的規(guī)律,而查理定律是一定質(zhì)量的氣體在體積不變時,壓強(qiáng)與溫度變化時所遵循的規(guī)律,即這兩個定律都是一定質(zhì)量的氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度三個狀態(tài)參量中都有一個參量不變,而另外兩個參量變化所遵循的規(guī)律,若三個狀態(tài)參量都發(fā)生變化時,應(yīng)遵循什么樣的規(guī)律呢? (三)合作探究、精講點(diǎn)撥 1.理想氣體的概念 設(shè)問: (1)玻意耳定律和查理定律是如何得出的?即它們是物理理論推導(dǎo)出來的還是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納得出來的?答案是:由實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納得出的。 (2)這兩個定律是在什么條件下通過實(shí)驗(yàn)得到的?老師引導(dǎo)學(xué)生知道是在溫度不太低(與常溫比較)和壓強(qiáng)不太大(與大氣壓強(qiáng)相比)的條件得出的。 老師講解:在初中我們就學(xué)過使常溫常壓下呈氣態(tài)的物質(zhì)(如氧氣、氫氣等)液化的方法是降低溫度和增大壓強(qiáng)。這就是說,當(dāng)溫度足夠低或壓強(qiáng)足夠大時,任何氣體都被液化了,當(dāng)然也不遵循反映氣體狀態(tài)變化的玻意耳定律和查理定律了。而且實(shí)驗(yàn)事實(shí)也證明:在較低溫度或較大壓強(qiáng)下,氣體即使未被液化,它們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也與玻意耳定律或查理定律計算出的數(shù)據(jù)有較大的誤差。 出示表格(1): P (1.013105Pa) pV值(1.013105PaL) H2 N2 O2 空氣 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 說明講解:投影片 (1)所示是在溫度為0℃,壓強(qiáng)為1.013105Pa的條件下取1L幾種常見實(shí)際氣體保持溫度不變時,在不同壓強(qiáng)下用實(shí)驗(yàn)測出的pV乘積值。從表中可看出在壓強(qiáng)為1.013105Pa至1.013107Pa之間時,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與玻意耳定律計算值,近似相等,當(dāng)壓強(qiáng)為1.013108Pa時,玻意耳定律就完全不適用了。 這說明實(shí)際氣體只有在一定溫度和一定壓強(qiáng)范圍內(nèi)才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。而且不同的實(shí)際氣體適用的溫度范圍和壓強(qiáng)范圍也是各不相同的。為了研究方便,我們假設(shè)這樣一種氣體,它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循玻意耳定律和查理定律。我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。(板書“理想氣體”概念意義。) 2.推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程 前面已經(jīng)學(xué)過,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)。根據(jù)這一思想,我們假定一定質(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,現(xiàn)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(p′c,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)。 將全班同學(xué)分為兩大組,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。) 理想氣體狀態(tài)方程。它說明:一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個常數(shù)。 由此可得出結(jié)論:當(dāng)壓強(qiáng)不變時,一定質(zhì)量的理想氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比。 3.例題 例題 一水銀氣壓計中混進(jìn)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(shí)際大氣壓值為多少毫米汞柱? 解: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=300 K p2=p-743mmHg V2=(738+80)S-743S=75Smm3 T2=273+(-3)=270K 解得 p=762.2 mmHg 四、當(dāng)堂檢測 九、板書設(shè)計 理想氣體狀態(tài)方程 一、理想氣體 二、推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程 三、例題 十、教學(xué)反思 本課的設(shè)計采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案,學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容,找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點(diǎn)等,最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測,課后進(jìn)行延伸拓展,以達(dá)到提高課堂效率的目的。 本節(jié)課時間45分鐘,其中情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)、檢查預(yù)習(xí)5分鐘,理想氣體的概念10分鐘,學(xué)生推導(dǎo)方程20分鐘左右,反思總結(jié)當(dāng)堂檢測5分鐘左右,其余環(huán)節(jié)10分鐘,能夠完成教學(xué)內(nèi)容。在后面的教學(xué)過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課,爭取設(shè)計的更科學(xué),更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí),也希望大家提出寶貴意見,共同完善,共同進(jìn)步! 十一、學(xué)案設(shè)計(見下頁)- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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