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8.3 理想气体的状态方程
教学目标：
1.初步理解“理想气体”的概念。
2.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。
3.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。
4．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。
5．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。
重点、难点: 21世纪教育网
1．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。
2．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。
【问题1】三大气体实验定律内容是什么？
1、玻意耳定律（等温变化）：
2、査理定律 （等容变化）：
3、盖-吕萨克定律 （等压变化）：
【问题2】这些定律的适用范围是什么？21世纪教育网
温度不太低，压强不太大.
【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？
一．理想气体
假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。
理想气体具有那些特点呢？
1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。
2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
4、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关.
二．理想气体的状态方程
1.推导：book P24 思考与讨论21世纪教育网
如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？
怎样从PA VA TA 状态到 PC VC TC
控制变量法
先等温变化：PA VA TA 到PB VB TA
PA VA = PB VB
再等容变化：PB VB TA 到 PC VB TC
2.状态方程：21世纪教育网
巩固
Book P25 1T
对一定质量的气体来说，能否做到以下各点
A．保持压强和体积不变而改变它的温度
B．保持压强不变，同时升高温度并减小体积
C．保持温度不变，同时增大体积并减小压强
D．保持体积不变，同时增加压强并降低温度
答案：C
Book P25 2T
某种柴油机的汽缸容积为0.83×lO-3m3，压缩前汽缸中空气的温度为47℃、压强为0.8×105Pa。在压缩冲程中，活塞把空气压缩到原体积的，压强增大到4.0×106Pa。若把汽缸中的空气看做理想气体。
求：这时汽缸中空气的温度是多少
Book P25 3T
管内空气的压强 p=p0-h （h为管内外的水银面的高度差）
法一：假设法 常规
思路：假设体积不变后由状态方程分析状态参量的变化，再由力学知识判断分析液柱等变化，最后再由状态方程验证。
假设体积不变，而温度也不变，根据状态方程知：管内压强P也不变。
由于体积不变，拔出管时h增大，由p=p0-h 得p减小，矛盾0
假设体积减小，而温度不变，根据状态方程知：管内压强增大。拔出管时h增大，由p=p0-h 得p减小，矛盾0
故液柱上升，所以体积增大，压强减小，h增大。符合状态方程。
法二：极限法 抽象
若管拔出很长，管内空气的体积增大，则压强减小，h增大
TA=TB
C
B
A
V
p
0
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8.3 理想气体的状态方程
教学目标：
1.初步理解“理想气体”的概念。
2.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。
3.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。
4．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。
5．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。
重点、难点
1．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。
2．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。
【问题1】三大气体实验定律内容是什么？
公式： pV =C1
2、査理定律 （等容变化）：
公式：
1、玻意耳定律（等温变化）：
3、盖-吕萨克定律 （等压变化）：
公式：
【问题2】这些定律的适用范围是什么？
温度不太低，压强不太大.
【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？
一.理想气体
假设有这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。
理想气体具有那些特点呢？
1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。
2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关.
4、从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
3、从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？
0
p
V
A
B
C
TA=TB
二．理想气体的状态方程
1.推导：book P24 思考与讨论
0
p
V
A
B
C
TA=TB
推导过程
从A→B为等温变化：由玻意耳定律
pAVA=pBVB
从B→C为等容变化：由查理定律
0
p
V
A
B
C
又TA=TB VB=VC
解得：
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变化到另一个状态时，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、公式：
或
3、使用条件:
一定质量的某种理想气体.
注：恒量C由理想气体的质量和种类决定，即由理想气体的物质的量决定Zxx k
巩固
Book P25 1T
对一定质量的气体来说，能否做到以下各点
A．保持压强和体积不变而改变它的温度
B．保持压强不变，同时升高温度并减小体积
C．保持温度不变，同时增大体积并减小压强
D．保持体积不变，同时增加压强并降低温度
答案：C
Book P25 2T
某种柴油机的汽缸容积为0.83×10-3m3，压缩前汽缸中空气的温度为47℃、压强为0.8×105Pa。在压缩冲程中，活塞把空气压缩到原体积的 ，压强增大到4.0×106Pa。若把汽缸中的空气看
做理想气体。
求：这时汽缸中空气的温度是多少
941K 或6680C
Book P25 3T
管内空气的压强 p=p0-h （h为管内外的水银面的高度差）
思路：假设体积不变后由状态方程分析状态参量的变化，再由力学知识判断分析液柱等变化，最后再由状态方程验证。
假设体积不变，而温度也不变，根据状态方程知：管内压强P也不变。
由于体积不变，拔出管时h增大，由p=p0-h 得p减小，矛盾
假设体积减小，而温度不变，根据状态方程知：管内压强增大。拔出管时h增大，由p=p0-h 得p减小，矛盾
故液柱上升，所以体积增大，压强减小，h增大。符合状态方程。
答案：AD
