2.3氣體的等壓變化和等容變化第二課時教學設計

課題氣體的等壓變化和等容變化單元2學科物理年級高二

物理觀念：了解理想氣體的模型，并知道實際氣體在什么情況下可以看成理想氣體；

科學思維：能夠從氣體定律退出理想氣體的狀態方程。

學習

科學探究：掌握理想氣體狀態方程的內容和表達式，并能應用方程解決實際問題。

目標

科學態度與責任：通過由氣體的實驗定律推出理想氣體的狀態方程，培養學生的推理能

力和抽象思維能力。

重點理想氣體的狀態方程的推導和應用。

難點理想氣體的狀態方程的推導和應用。

教學過程

教學環節教師活動學生活動設計意圖

導入新課1、pV

【問題1】三大氣體實驗定律內容是什么？=C

1、玻意耳定律：2、

2、査理定律：p復習舊知識

C

3、蓋-呂薩克定律：T引入課題，促進

【問題2】這些定律的適用范圍是什么？3、學生形成知識體

溫度不太低，壓強不太大.V系。

C

T

講授新課一.理想氣體

假設有這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓

強下都能嚴格地遵從氣體實驗定律,我們把這樣的

氣體叫做“理想氣體”。

思考：理想氣體具有那些特點呢？

1、理想氣體是不存在的，是一種理想模型。

2、在溫度不太低,壓強不太大時實際氣體都可完成思考通過學生討

看成是理想氣體。題，并與同學論，讓學生深刻

3、從微觀上說：分子間以及分子和器壁間，交流討論，明理解理想氣體這

除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它確什么是理想一“理想化模

所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間。氣體，特點是型”。

4、從能量上說：理想氣體的微觀本質是忽略什么。

了分子力，沒有分子勢能，理想氣體的內能只有分

子動能。

一定質量的理想氣體的內能僅由溫度決定,與

氣體的體積無關.

【問題3】如果某種氣體的三個狀態參量（p、

V、T）都發生了變化，它們之間又遵從什么規律呢？

結合前幾讓學生自主

課學習的氣體研討，提高學生

定律，思考氣的交流合作能

體在狀態A、力，同時也促進

如圖所示，一定質量的某種理想氣體B、C的狀態學生對新舊知識

從A到B經歷了一個等溫過程，參量之前的關的掌握和對比。

從B到C經歷了一個等容過程。系。

分別用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、

VC、TC表示氣體在A、B、C三個狀態的狀態參量，

那么A、C狀態的狀態參量間有何關系呢？

推導過程

從A→B為等溫變化：由玻意耳定律

pAVA=pBVB

整體推導推導新知

pBpC

從B→C為等容變化：由查理定律

TBTC過程。識，幫助學生整

理思路，加深知

pAVApCVC

又TA=TBVB=VC解得：

TATC識印象。

二、理想氣體的狀態方程

1、內容：一定質量的某種理想氣體在從一個

狀態變化到另一個狀態時，盡管p、V、T都可能改

變，但是壓強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值保

持不變。

p1V1p2V2

2、公式：

T1T2

3、使用條件:一定質量的某種理想氣體.

PP

12

4、氣體密度式：1T12T2

p1V1p2V2pV熟悉理想展示理想氣

說明：或C

TTT

12氣體狀態方程體狀態方程的各

方程具有普遍性

的各種形式。種形式，加強對

①當溫度T保持不變pVC(T)狀態方程的理

p解。

②當體積V保持不變C(V)

T

V

③當壓強P保持不變C(p)

T

課堂練習1、某種氣體的壓強為2x105Pa,體積

為1m3,溫度為200K。它經過等溫過程后體積變為

2m3。隨后，又經過等容過程，溫度變為300K,求

此時氣體的壓強。

解：根據玻意耳定律，有完成課堂強化解題思

T1T,p1V1pV

練習路，完善解題步

pp

根據查理定律，有2

VV2,驟。

TT2

pVpV

聯立上述各式可得1122

T1T2

5

p1V1T221013005

p2Pa1.510Pa

V2T12200

等溫和等容變化后氣體的壓強為1.5x105Pa。

三、用狀態方程解題思路：

梳理解題總結知識技

☆明確研究對象——一定質量的氣體

思路和方法。能的應用和方

☆選定兩個狀態——已知狀態、待求狀態

法，提高學生解

☆列出狀態參量：

題效率。

☆列方程求解

課堂練習2、一水銀氣壓計中混進了空氣，因

而在27℃，外界大氣壓為758mmHg時，這個水銀

氣壓計的讀數為738mmHg，此時管中水銀面距管

頂80mm，當溫度降至-3℃時，這個氣壓計的讀數

為743mmHg，求此時的實際大氣壓值為多少毫米

汞柱？

完成課堂強化解題思

練習路，完善解題步

驟。

解：以混進水銀氣壓計的空氣為研究對象

3

初狀態：p1=758-738=20mmHgV1=80Smm

T1=273+27=300K

末狀態：p2=p-743mmHgV2=（738+80）

S-743S=75Smm3

T2=273+（-3）=270K

pVpV

由理想氣體狀態方程得：1122，

T1T2

2080S(p743)75S

即

300270

解得：p=762.2mmHg完成拓展鞏固本節課

拓展提高1、氣焊用的氧氣儲存于容積是100L提高練習題。所學的基礎知

的筒內，這時筒上壓強計顯示的壓強是60識，并讓學生能

5

p0(p0=1.0×10Pa)，筒的溫度是16℃，求筒里氧夠靈活應用本節

氣的質量。已知在溫度為0℃，壓強為p0時，氧課內容解決實際

3

氣的密度ρ0=1.43kg/m。問題。

分析：本題的研究對象是筒內一定質量的氧

氣。由于不知氧氣在溫度為16℃、壓強為60p0

下的密度，但知道氧氣在溫度為0℃、壓強為p0

時的密度，所以要用氣體狀態方程算出在溫度為0

℃，壓強為p0下的體積，再根據密度公式算出氧氣

的質量。

pVpV

解析：由理想氣體狀態方程1122得

T1T2

pVT600.1273

V112m35.67m3

2pT1289

21

mV1.435.67kg8.11kg

02

拓展提高2、如果病人在靜脈輸液時，不慎將

5mL的空氣柱輸入體內，會造成空氣栓塞，致使病

人死亡．設空氣柱在輸入體內前的壓強為

760mmHg，溫度為27℃，人的血壓為120/80mmHg，

試估算空氣柱到達心臟處時，在收縮壓和擴張壓兩

種狀態下，空氣柱的體積分別為多少？

解析：空氣柱的初狀態參量：

p0＝760mmHg，V0＝5mL，T0＝300K.

它在體內收縮壓時的狀態參量：

p1＝120mmHg，T1＝310K.

pV

p0V011

由理想氣體狀態方程：，

T0T1

pVT

課堂小結001760×5×310梳理本節課堂小結由

得V1＝pT＝mL≈32.7mL.

10300×120

課知識。學生完成，能幫