《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 6.2 理想氣體的狀態(tài)方程

教案名稱：6.2理想氣體的狀態(tài)方程教學(xué)目標(biāo)：1.知道理想氣體模型是實際氣體的理想化的近似，實際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大時,都可以看成理想氣體。了解玻意耳-馬略特定律、蓋?呂薩克定律和查理定律。了解理想氣體狀態(tài)方程,知道理想氣體狀態(tài)變化時氣體的體積、溫度和壓強(qiáng)三個物理量變化的關(guān)系，知道理想氣體狀態(tài)方程是大量氣體分子運動狀態(tài)的統(tǒng)計結(jié)果。學(xué)會用理想氣體狀態(tài)方程解決氣體狀態(tài)變化相關(guān)問題。（物理觀念與應(yīng)用）2.知道理想氣體的狀態(tài)方程可以通過實驗來驗證，理想氣體狀態(tài)方程也可以從大量分子的熱運動中歸納得出，因此歸納法也廣泛應(yīng)用于對氣體狀態(tài)方程及其變化規(guī)律的研究.培養(yǎng)假設(shè)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。（科學(xué)思維與創(chuàng)新）3．通過理想氣體狀態(tài)方程得學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的實驗操作、數(shù)據(jù)分析和問題處理能力（科學(xué)探究與實踐）4.能將理想氣體狀態(tài)方程應(yīng)用于化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域中,了解我國在醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域取得的成就，激發(fā)愛國熱情并培養(yǎng)科技傳承和社會責(zé)任等核心素養(yǎng)。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點：理解氣體狀態(tài)參量及其變化特點；理解理想氣體狀態(tài)方程，會進(jìn)行相關(guān)計算教學(xué)難點：運用理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行相關(guān)計算及其在醫(yī)藥衛(wèi)生中的應(yīng)用。教學(xué)方法：演示法、啟發(fā)式、講授法、操作法教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件、視頻、數(shù)字化資源、相關(guān)理想氣體方程實驗器材教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：在用注射器從自封閉瓶中抽取藥液的過程中，需要先向往瓶內(nèi)注入所需藥液的等量空氣，以增加瓶內(nèi)壓力，避免形成負(fù)壓。你有思考過為什么直接抽取藥液會導(dǎo)致負(fù)壓嗎？二、新課講解：（一）氣體實驗定律1.氣體等溫變化（1）活動：如圖所示，探究氣體等溫變化的規(guī)律（2）玻意耳-馬略特定律：一定質(zhì)量的氣體，在保持溫度不變時，氣體的壓強(qiáng)P與體積V成反比。（3）公式：（4）圖像：2.氣體等壓變化(1)蓋·呂薩克定律：一定質(zhì)量的氣體，在保持壓強(qiáng)不變時，氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比。（2）公式：蓋·呂薩克定律V-T圖蓋·呂薩克定律V-T圖像（4）活動：等壓下溫度與體積的討論3.氣體等容變化（1）查理定律：一定質(zhì)量的氣體在保持體積不變時氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。（2）公式：（3）圖像：圖圖查理定律p-t與p-T圖像（4）活動：討論為何夏天汽車容易爆胎（二）理想氣體狀態(tài)方程1.人們通過大量實驗發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，無論氣體狀態(tài)發(fā)生任何變化，其壓強(qiáng)和體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值，始終保持不變。即，或式中恒量的大小決定于氣體的種類和質(zhì)量。2.理想氣體更精密的實驗發(fā)現(xiàn)，自然界中的實際氣體在狀態(tài)變化過程中，并不完全遵循上述規(guī)律。而且隨著壓強(qiáng)的增大，溫度的降低，按照上式計算出的數(shù)值與實際偏差越來越大。我們把嚴(yán)格符合上述規(guī)律的氣體稱為理想氣體，顯然，它是一種理想化的模型。上述方程稱為理想氣體狀態(tài)方程，簡稱氣態(tài)方程。在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的情況下，各種實際氣體如氫氣、氧氣、氮氣、空氣等都能很好地符合以上規(guī)律，我們都將它當(dāng)作理想氣體來處理。3.例題：氣焊用的氧氣瓶容量為100L，在室溫為16℃時，瓶上壓強(qiáng)計顯示的壓強(qiáng)為6.0×106Pa，求瓶內(nèi)氧氣的質(zhì)量。已知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氧氣的密度ρ0=1.43kg/m3。（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)指壓強(qiáng)p0=1.013×分析：以瓶內(nèi)一定質(zhì)量的氧氣為研究對象，設(shè)它由室溫狀態(tài)變化到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，求出其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。又已知ρ0，便可求得質(zhì)量m解：兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量分別是：室溫狀態(tài) pT標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) pT根據(jù)氣態(tài)方程，則有p可求得Vm=反思與拓展：不同的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下每摩爾的體積相同，1摩爾任何物質(zhì)所含的結(jié)構(gòu)微粒數(shù)目為6.02×1023，也就是說對于1摩爾不同的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況P、T三、課堂小結(jié)：知識梳理：1.氣體實驗定律：氣體等溫變化、氣體等壓變化、氣體等容變化2.理想氣體狀態(tài)方程重點強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究和歸納推理的重要性?？梢龑?dǎo)學(xué)生回顧是否達(dá)到本節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)。四、課后練習(xí)及作業(yè)布置：安全氣囊一般由傳感器、電控單元、氣體發(fā)生器、氣囊、續(xù)流器等組成，通常氣體發(fā)生器和氣囊等做在一起構(gòu)成氣囊模塊傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度，并將感受到的信號傳送到控制器，控制器接收傳感器的信號并進(jìn)行處理，當(dāng)它判斷有必要打開氣囊時，立即發(fā)出點火信號以觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器接收到點火信號后，迅速點火并產(chǎn)生大量氣體給氣囊充氣。假設(shè)產(chǎn)生的氣體都是N2，充滿氣囊時的壓強(qiáng)大約為1.2×105Pa，體積大約60L，溫度大約為27℃。試求（1）如果車內(nèi)溫度為37℃，當(dāng)氣囊溫度與車內(nèi)溫度相同時，壓強(qiáng)多大？（氣囊的縮脹不計）（2