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”,引導學生從不同的角度推到方程。 二、教學目標 (一)、知識與技能 1.理解“理想氣體”的概念。 2.掌握運用實驗定律推導理想氣體狀態(tài)方程的過程,熟記理想氣體狀態(tài)方程的數(shù)學表達式,并能正確運用理想氣體狀態(tài)方程解答有關簡單問題。 (二)、過程與方法 通過推導理想氣體狀態(tài)方程的過程,培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維能力。 (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、教學重點、難點 1.理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點。 2.對“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個難點 四、學情分析 對“理想氣體”這一概念的理解,因為這一概念對中學生來講十分抽象,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”給予進一步的論述。另外在推導氣體狀態(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,學生理解上也有一定難度。 五、教學方法 討論、談話、練習、多媒體課件輔助 六、課前準備 1.學生的學習準備:預習理想氣體的狀態(tài)方程 2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案。 七、課時安排:1課時 八、教學過程 (一)預習檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。 (二)情景導入、展示目標。 玻意耳定律是一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時,壓強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、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,應遵循什么樣的規(guī)律呢? (三)合作探究、精講點撥 1.理想氣體的概念 設問: (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出來的還是由實驗總結(jié)歸納得出來的?答案是:由實驗總結(jié)歸納得出的。 (2)這兩個定律是在什么條件下通過實驗得到的?老師引導學生知道是在溫度不太低(與常溫比較)和壓強不太大(與大氣壓強相比)的條件得出的。 老師講解:在初中我們就學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。這就是說,當溫度足夠低或壓強足夠大時,任何氣體都被液化了,當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。而且實驗事實也證明:在較低溫度或較大壓強下,氣體即使未被液化,它們的實驗數(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℃,壓強為1.013105Pa的條件下取1L幾種常見實際氣體保持溫度不變時,在不同壓強下用實驗測出的pV乘積值。從表中可看出在壓強為1.013105Pa至1.013107Pa之間時,實驗結(jié)果與玻意耳定律計算值,近似相等,當壓強為1.013108Pa時,玻意耳定律就完全不適用了。 這說明實際氣體只有在一定溫度和一定壓強范圍內(nèi)才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。而且不同的實際氣體適用的溫度范圍和壓強范圍也是各不相同的。為了研究方便,我們假設這樣一種氣體,它在任何溫度和任何壓強下都能嚴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.推導理想氣體狀態(tài)方程 前面已經(jīng)學過,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,則壓強也一定變?yōu)閜2,也到末狀態(tài)(p2,V2,T2)。 將全班同學分為兩大組,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、體積的乘積與熱力學溫度的比值是一個常數(shù)。 由此可得出結(jié)論:當壓強不變時,一定質(zhì)量的理想氣體的體積與熱力學溫度成正比。 3.例題 例題 一水銀氣壓計中混進了空氣,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、當堂檢測 九、板書設計 理想氣體狀態(tài)方程 一、理想氣體 二、推導理想氣體狀態(tài)方程 三、例題 十、教學反思 本課的設計采用了課前下發(fā)預習學案,學生預習本節(jié)內(nèi)容,找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等,最后進行當堂檢測,課后進行延伸拓展,以達到提高課堂效率的目的。 本節(jié)課時間45分鐘,其中情景導入、展示目標、檢查預習5分鐘,理想氣體的概念10分鐘,學生推導方程20分鐘左右,反思總結(jié)當堂檢測5分鐘左右,其余環(huán)節(jié)10分鐘,能夠完成教學內(nèi)容。在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課,爭取設計的更科學,更有利于學生的學習,也希望大家提出寶貴意見,共同完善,共同進步! 十一、學案設計(見下頁)- 配套講稿:
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