3
理想气体的状态方程
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件.2.理解理想气体状态方程的内容和表达式．
科学思维：1.掌握理想气体状态方程，知道其推导过程.2.能利用理想气体状态方程分析、解决实际问题．
一、理想气体
1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．
2．理想气体与实际气体
(1)实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理．
(2)理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点、点电荷模型一样，是一种理想模型，实际并不存在．
二、理想气体的状态方程
1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，尽管p、V、T都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变．
2．表达式：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C.
3．成立条件：一定质量的理想气体．
1．判断下列说法的正误．
(1)理想气体在超低温和超高压时，气体的实验定律不适用了．( × )
(2)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解．( × )
(3)对于不同的理想气体，其状态方程pVT＝C(恒量)中的恒量C相同．( × )
(4)一定质量的理想气体温度和体积均增大到原来的2倍，压强增大到原来的4倍．( × )
2．一定质量的某种理想气体的压强为p，温度为27 ℃时，气体的密度为ρ，当气体的压强增为2p，温度升为327 ℃时，气体的密度是________．
答案 ρ
一、对理想气体的理解
为什么要引入理想气体的概念？
答案 由于气体实验定律只在压强不太大，温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致，为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，引入了理想气体的概念．
理想气体的特点
1．严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．
2024-2025学年高中物理 第8章 气体 3 理想气体的状态方程教案 新人教版选修3-3
科目 授课时间节次 --年—月—日（星期——）第—节
指导教师 授课班级、授课课时
授课题目
（包括教材及章节名称） 2024-2025学年高中物理 第8章 气体 3 理想气体的状态方程教案 新人教版选修3-3
教学内容分析 本节课的主要教学内容是理想气体的状态方程。这部分内容涉及到气体的压强、体积、温度等基本物理量之间的关系，以及气体的状态变化规律。具体内容包括：
1. 气体的状态方程：PV=nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量，R为气体常数，T表示气体的绝对温度。
2. 气体的状态变化：根据状态方程，可以分析气体在不同状态下的压强、体积、温度之间的关系，以及气体在状态变化时的规律。
3. 气体的饱和蒸汽：介绍饱和蒸汽的概念，以及饱和蒸汽的压力与温度之间的关系。
教学内容与学生已有知识的联系：
1. 学生已经学习了初中物理中的基本概念，如压强、体积、温度等，对本节课的内容有了一定的理解基础。
2. 学生已经学习了初中化学中的物质的量概念，对n的定义和计算方法有一定的了解。
3. 学生已经学习了数学中的代数知识，能够进行方程的求解和分析。
核心素养目标 本节课的核心素养目标包括：
1. 科学思维：通过学习理想气体的状态方程，培养学生的逻辑思维能力，使其能够运用方程分析和解决实际问题。
2. 科学探究：通过实验观察和数据分析，培养学生的观察能力、实验能力和数据处理能力，使其能够通过实践验证理想气体的状态方程。
3. 科学交流：通过小组讨论和报告，培养学生的表达能力和合作能力，使其能够有效地与他人交流和分享自己的研究成果。
4. 科学态度：通过学习气体的状态变化规律，培养学生的批判性思维和科学态度，使其能够对科学知识进行合理的质疑和思考。 学情分析 考虑到学生层次，我们可以将学生分为三个等级：基础层、提升层和优秀层。
- 2 - 第2节气体的等容变化和等压变化
1.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，即pT＝C。
2．盖－吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比，即VT＝C。
3．玻意耳定律、查理定律、盖－吕萨克定律的适用条件均为一定质量的某种气体。
一、气体的等容变化
1．等容变化
一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
2．查理定律
(1)内容：
一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。
(2)表达式：
pT＝C或p1T1＝p2T2。
(3)适用条件：
①气体的质量不变；②气体的体积不变。
3．等容线
一定质量的气体，在体积不变时，其pT图像是一条过原点的直线，这条直线叫做等容线。
二、气体的等压变化
1．等压变化
一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
2．盖－吕萨克定律
(1)内容：
一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比。
- 2 - (2)表达式：
V＝CT或VT＝C或V1T1＝V2T2。
(3)适用条件：
①气体的质量不变；②气体的压强不变。
3．等压线
一定质量的气体，在压强不变时，其VT图像是一条过原点的直线，这条直线叫做等压线。
1．自主思考——判一判
(1)气体的温度升高，气体体积一定增大。(×)
(2)一定质量的气体，在压强不变时体积与温度成正比。(×)
(3)一定质量的某种气体，在压强不变时，其VT图像是过原点的直线。(√)
(4)一定质量的气体在体积不变的情况下，气体的压强与摄氏温度成正比。(×)
(5)pV＝C、pT＝C、VT＝C，三个公式中的常数C是同一个值。(×)
2．合作探究——议一议
(1)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，你知道其中的原因吗？
1 / 5 新人教版高中物理选修3－3第八章《气体的等容变化和等压变化》精品教案
课题 §8.2气体的等容变化和等压变化 课型 新授课 课时 1
教
学
目
的 （一）知识与技能
1、知道什么是等容变化、等压变化。
2、掌握的查理定律，盖·吕萨克定律内容和公式表达。
3、理解p-T图上等容变化的图线及物理意义和V-T图上等压变化的图线及物理意义。
4、会用查理定律、盖·吕萨克定律解决有关问题。
（二）过程与方法
培养学生用数学的语言描述物理规律的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过应用气体变化规律解决实际中的问题培养学生思考问题的全面性
重
难
点 教学重点：对气体查理定律，盖·吕萨克定律的理解，并解决生活中的问题
教学难点：对于图像含义的理解和气体变化的问题的解题基本思路
教学方法 讲述法、分析推理法。
教
学
过
程
教师活动 学生活动
（－）引入新课
（复习引入）前面我们学习玻意耳定律,知道一定质量的气体，在保持温度不变的情况下，压强与体积成正比.那么在体积保持不变时压强和温度什么关系?在压强不变时体积和温度什么关系?今天我们在来学习两个定律.
一、查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成正比.
(2)公式：P∝T
设一定质量的某种气体，由压强P1、温度T1的状态，保持体积不变的变化，变到压强P2、温度T2的另一种状态，则有21PP＝21TT 或者 11TP＝22TP.
(3)适用条件：
①气体的质量一定
②气体的体积不变
③压强不太大，温度不太低
例1．一定质量的气体保持体积不变，在0℃时压强为p0，在27℃时压强为p，则当气体从27℃升高到28℃时，增加的压强为
A.1/273 p0 B.1/273p C.1/300p0 D.1/300p
从控制变量法的角度理解气体三种变化之间的关系？（3分钟）
通过阅读课本理解查理定律的基本内容，同时注意温度的选择，初步理解查理定律的适用条件（5分钟）
