理想气体状态方程.doc

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2015～2016学年度第一学期
教师课时授课教案（首页）

学科系：基础部授课教师：****
专业：药学科目：物理课次：
课题理想气体状态方程课型新授课授课时间第**周授课班级***教学目标
1．知道气体的温度、体积和压强是描述气体状态的状态参量；了解气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的。
2．理解理想气体状态方程及其三个实验定律，并能进行有关的计算。
3．会用公式计算热力学温度；会根据U型管压强计中两管水银面的高度差判断气体压强与大气压强的关系，会用计算气体压强。
主要教课
内容1．气体的状态参量
2．理想气体状态方程图3
教学重点1理想气体状态方程教学难点1运用理想气体状态方程对定质量气体状态变化过程进行定量计算。课外作业课后相关习题备注教研室主任签字：学科系系办主任签字
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理想气体状态方程
（一）引入新课
在讲授本节课之前，让学生完成理想气体方程的实验。上课时，利用学生实验的一组数据进行分析，归纳总结出气体状态方程，再引入理想气体。
（二）引出课程内容
1．气体的状态参量
（1）体积V
由于气体分子可以自由移动，所以气体具有充满整个容器的性质。因而气体的体积由容器的容积决定。气体的体积就是盛装气体的容器的容积。
体积的单位：立方米，符号是m3。体积的其他单位还有dm3（立方分米)和cm3(立方厘米)。日常生活和生产中还用1L(升)作单位。
各种体积单位的关系：
1m3=103L=103dm3=106cm3
（2）温度
温度是用来表示物体冷热程度的物理量。要定量地确定温度，必须给物体的温度以具体的数值，这个数值决定于温度零点的选择和分度的方法。温度数值的表示方法称为温标。
①日常生活中常用的温标称为摄氏温标。它是把1.013×105Pa气压下水的冰点定为零度，沸点定为100度，中间分为100等分，每一等分代表1度。用这种温标表示的温度称为摄氏温度，用符号表示。
摄氏温度单位：摄氏度，符号是℃。
温标：温度数值的表示方法称为温标。
②在国际单位制中，以热力学温标(又称为绝对温标)作为基本温标。这种温标以-273.15℃作为零度，称为绝对零度。用这种温标表示的温度，称为热力学温度或绝对温度，用符号T表示。
绝对温度单位：开尔文，简称开，符号是K。
热力学温度和摄氏温度只是零点的选择不同，但它们的分度方法相同，即二者每一度的大小相同。
③热力学温度和摄氏温度之间的数值关系：
（为计算上的简化，可取绝对零度为-273℃）
例如气压为1.013×105Pa时
冰的熔点t=0℃→T=273K
水的沸点t=100℃→T=（100+273）K
温度与物质分子的热运动关系：温度越高，分子热运动越剧烈。分子平均速率也越大（各

分子速率的平均值），因而分子平均动能也越大（各分子动能的平均植）；温度越低，分子平均速率和平均动能越小。所以，温度的高低标志着物体分子平均动能的大小。分子平均动能与热力学温度成正比。
（3）压强
压强是物体单位面积上所受的压力。
2．理想气体状态方程图3
在研究气体的性质时，人们最容易发现的是气体状态参量的变化。例如：皮球、充过气的轮胎，若把它们放在夏天的阳光下晒，皮球、轮胎内气体的压强、体积、温度都会变化；压瘪了的乒乓球浸泡到热水中，球里的空气温度升高，结果体积增大，球往往会鼓起来；把氧气装入钢罐中，氧气的这三个参量也会变化，等等。自然界和工程中所遇到的现象，大多数都是气体的压强、体积和温度这三个量同时发生变化的情况，只有两个量变化，另一个量不变化的情况也是有的。对于一定质量的气体，如果这三个量都不改变，我们就说气体处于一定的状态。如果这三个量或任意两个量同时变化，我们就说气体的状态改变了。那么，在气体状态改变时，这三个量的变化是任意的还是相互关联，遵循一定的规律呢？
在理想气体方程的实验中，我们对U型管封闭端的定质量的气体的体积、温度、压强进行了测量。对每次测得的值进行比较。我们可以发现，这个值是一个常量（相差很小，可认为是相等的）。由此可得出如下的结论：
一定质量的气体，它的压强和体积的乘积与热力学温度的比，在状态变化时始终保
持不变，即，或。
精密实验指出，实际气体在状态变化过程中，压强和体积的乘积与热力学温度的比值并不是一个常量，再精确的实验每一次的比值总有偏差。随着压强的增大，温度的降低，所得结果的数值偏差将越来越大。在压强不太大，温度不太低的情况下，所得结果的数值偏差较小。为此在物理学中引入了这样一种物理模型——理想气体。即把能够严格遵守压强和体积的乘积与热力学温度的比，在状态变化时始终保持不变的气体称为理想气体。表示这一规律的方程称为理想气体状态方程，简称气态方程。
在对气体状态的研究中，为了形象的描写一定质量气体的状态变化，可用图来表示它的变化