情书第三季第三期理想气体状态方程教学设计 人教课标版(实用教案)

2021年1月17日发(作者：王家卫)
理想气体的状态方程

一、教学目标

、知识目标：

（）理解“理想气体”的概念。

（）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状 态方程的过程，熟记理想气体状态方程
的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题 。

（）熟记盖·吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。

、能力目标



通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程 推导盖·吕萨克定律的过程，培养学
生严密的逻辑思维能力。

、情感目标



通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程，使学生学会用实验来验证成正比关系 的物
理定律的一种方法，并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。

二、重点、难点分析

、理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的 核心内容，还是中学阶段解
答气体问题所遵循的最重要的规律之一。

、对“理想气体 ”这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽
象，而且在本节只能从宏观现 象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的
气体分子动理论方面才能对“理想气体”给 予进一步的论述。另外在推导气体状态方程的过
程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理 解上也有一定难度。

三、教具

、投影幻灯机、书写用投影片。

、气体定律实验器、烧杯、温度计等。

四、主要教学过程

（一）引入新课

玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时，压强与体积变化所遵循 的规律，而查理定律是
一定质量的气体在体积不变时，压强与温度变化时所遵循的规律，即这两个定律都 是一定质
量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律，若三个状态参量都发生变化时，应遵循什么样的规律呢？这就是我们今天这节课
要学习的 主要问题。

（二）教学过程设计

、关于“理想气体”概念的教学

设问：



（）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它们是物理理论推导出来的还是由



实验总结归纳得出来的？答案是：由实验总结归纳得出的。

（）这两个定 律是在什么条件下通过实验得到的？老师引导学生知道是在温度不太低（与常
温比较）和压强不太大（与 大气压强相比）的条件得出的。



老师讲解：在初中我们就学过使常温常 压下呈气态的物质（如氧气、氢气等）液化的方
法是降低温度和增大压强。这就是说，当温度足够低或压 强足够大时，任何气体都被液化了，



当然也不遵循反映气体状态变化的 玻意耳定律和查理定律了。而且实验事实也证明：在
较低温度或较大压强下，气体即使未被液化，它们的 实验数据也与玻意耳定律或查理定律计
算出的数据有较大的误差。

出示投影片（）：


值（
）













）







空气






（





说明讲解：投影片（）所示是在温度为℃，压强为
的条件下取几种常见实际气体至
时，玻
保持温度不变时，在不同压强下用实验测出的乘积值。从表中可看出在压强为之间时，实验结果与玻意耳定律计算值，近似相等，当压强为
意耳定律就完全不适用了。

这说明实际气体只有在一定温度和一定压强范围内才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。
而且 不同的实际气体适用的温度范围和压强范围也是各不相同的。为了研究方便，我们假设
这样一种气体，它 在任何温度和任何压强下都能严格地遵循玻意耳定律和查理定律。我们把
这样的气体叫做“理想气体”。 （板书“理想气体”概念意义。）

．推导理想气体状态方程

前面已经学过 ，对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量
、、
来描述，且知道这三
个状态参 量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说：若其中
任意两个参量确定之后 ，第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体
的唯一确定的一个状态。根据这一思 想，我们假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态
参量为（
），经过某变化过程，到末状态 时各状态参量变为（
的变化过程可以是各种各样的，现假设有两种过程：

第一种：< br>从
（
）
先等温并使其体积变为
，则其压强一定变为
，
压强随之变为
，则末状态（
，则压强随之变为
），这中间
，
此中间状 态为
（
）。

，此中间状态为
）
再等容并使其温度变为第二种：从（
）先等容并使其温度变为
（
）
，
再等温并使其体积 变为
如投影片所示。

出示投影片（）：

，
则压强也一定 变为
，
也到末状态
（
）
，
将全班同学分为两大组，根据玻意 耳定律和查理定律，分别按两种过程，自己推导理想气体
状态过程。（即要求找出
与
间 的等量关系。）



基本方法是：解联立方程
或
消去中间状态参量或均可得到：



这就是理想气体状态方程。它说明：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度< br>的比值是一个常数。

．推导并验证盖·吕萨克定律

设问：（）若上述理想气体状态方程中，
，方程形式变化成怎样的形式？