中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修三素养提升学案 第二章 气体、固体和液体 2.3 气体的等压变化和等容变化（第二课时） 一、新课标要求 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 .掌握理想气体状态方程的内容和表达式,并能应用方程解决实际问题。 3 .能用分子动理论解释三个气体实验定律。 二、科学素养要求 1.物理观念：知道理想气体的概念，知道气体实验定律的微观解释。 2.科学思维：理解理想气体的状态方程并能利用其解决实际问题。 3.科学探究：理解并会推导理想气体状态方程，养成推理论证严谨、细致的习惯，在解释气体实验定律中提高分析能力。 4.科学态度与责任：通过对定律的理解及应用，学会探索科学规律的方法，坚持实事求是的科学态度，培养学习科学的兴趣。 三、教材研习 探究点一、理想气体的状态方程 情境探究 1.电视上同学们或许看到过有人乘坐热气球在蓝天翱翔的画面，其中的燃烧器时而喷出熊熊烈焰，巨大的气球缓慢上升。如果有朝一日你乘坐热气球在蓝天旅行探险，那将是一件有趣而刺激的事情。热气球为什么能升空？请探究其中的原理。 答案：以热气球及其中所含空气整体为研究对象，受重力及周围空气的浮力作用，当燃烧器喷出火焰时，将气球内空气加热，温度升高，但气体压强始终等于外界大气压强，可认为是不变的。由理想气体的状态方程知，一定，增大，则增大，于是气球内热空气体积膨胀，从下面漏出，使气球内所含空气的质量减小，热气球整体的重力减小，当空气的浮力大于重力时，热气球便会上升。 探究归纳 1.理想气体 （1）定义：为了研究方便，可以设想一种气体，在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把这样的气体叫作理想气体。 （2）特点 ①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。 ②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子可视为质点。 ③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关。 2.理想气体状态方程的理解 （1）成立条件：一定质量的理想气体。 （2）该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关。 （3）公式中常量仅由气体的种类和质量决定，与状态参量无关。 （4）方程应用时单位方面：温度必须是热力学温度，公式中压强和体积单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位。 3.理想气体状态方程与气体实验定律 由此可见，三个气体实验定律是理想气体状态方程的特例。 4.理想气体状态变化的图像 一定质量的理想气体的状态参量、、可以用图像上的点表示出来，用点到点之间的连线表示气体从一个平衡态（与点对应）到另一个平衡态的变化过程。利用图像对气体状态、状态变化及规律进行分析是常用的方法。 利用垂直于坐标轴的辅助线去分析同质量，不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系。 如图甲所示，虚线为等容线，、是与两条等温线的交点，可以认为从状态通过等容升压到状态，温度必然升高，所以。 又如图乙所示，虚线为等温线，从状态到状态压强增大，体积一定减小，所以。 探究应用 【典例】 如图所示，一粗细均匀的形管竖直放置，侧上端封闭，侧上端与大气相通，下端开口处开关关闭，侧空气柱的长度为，温度为；侧水银面比侧的高。已知大气压强。为了使、两侧的水银面等高，可以用以下两种方法： （1）开关关闭的情况，改变侧气体的温度，使、两侧的水银面等高，求此时侧气体温度； （2）在温度不变的条件下，将开关打开，从形管中放出部分水银，使、两侧的水银面等高，再闭合开关。求形管中放出水银的长度。（结果保留一位小数） 答案：（1）（2） 解析： ... ...
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