《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類(lèi)）》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(shí)際氣體的理想化的近似，實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大時(shí),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(shí)氣體的體積、溫度和壓強(qiáng)三個(gè)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。學(xué)會(huì)用理想氣體狀態(tài)方程解決氣體狀態(tài)變化相關(guān)問(wèn)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，理想氣體狀態(tài)方程也可以從大量分子的熱運(yùn)動(dòng)中歸納得出，因此歸納法也廣泛應(yīng)用于對(duì)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(guò)理想氣體狀態(tài)方程得學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析和問(wèn)題處理能力（科學(xué)探究與實(shí)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(guó)在醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域取得的成就，激發(fā)愛(ài)國(guó)熱情并培養(yǎng)科技傳承和社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點(diǎn)：理解氣體狀態(tài)參量及其變化特點(diǎn)；理解理想氣體狀態(tài)方程，會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行相關(guān)計(jì)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(shí)驗(yàn)器材教學(xué)過(guò)程：一、導(dǎo)入新課：在用注射器從自封閉瓶中抽取藥液的過(guò)程中，需要先向往瓶?jī)?nèi)注入所需藥液的等量空氣，以增加瓶?jī)?nèi)壓力，避免形成負(fù)壓。你有思考過(guò)為什么直接抽取藥液會(huì)導(dǎo)致負(fù)壓?jiǎn)?？二、新課講解：（一）氣體實(shí)驗(yàn)定律1.氣體等溫變化（1）活動(dòng)：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(shí)，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(shí)，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(dòng)：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(shí)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(dòng)：討論為何夏天汽車(chē)容易爆胎（二）理想氣體狀態(tài)方程1.人們通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，無(wú)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(lèi)和質(zhì)量。2.理想氣體更精密的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自然界中的實(shí)際氣體在狀態(tài)變化過(guò)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(jì)算出的數(shù)值與實(shí)際偏差越來(lái)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(jiǎn)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(shí)際氣體如氫氣、氧氣、氮?dú)?、空氣等都能很好地符合以上?guī)律，我們都將它當(dāng)作理想氣體來(lái)處理。3.例題：氣焊用的氧氣瓶容量為100L，在室溫為16℃時(shí)，瓶上壓強(qiáng)計(jì)顯示的壓強(qiáng)為6.0×106Pa，求瓶?jī)?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?jī)?nèi)一定質(zhì)量的氧氣為研究對(duì)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(gè)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(shuō)對(duì)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(shí)梳理：1.氣體實(shí)驗(yàn)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(diǎn)強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究和歸納推理的重要性。可引導(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(chē)碰撞強(qiáng)度，并將感受到的信號(hào)傳送到控制器，控制器接收傳感器的信號(hào)并進(jìn)行處理，當(dāng)它判斷有必要打開(kāi)氣囊時(shí)，立即發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)以觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器接收到點(diǎn)火信號(hào)后，迅速點(diǎn)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(shí)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(chē)內(nèi)溫度為37℃，當(dāng)氣囊溫度與車(chē)內(nèi)溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)多大？（氣囊的縮脹不計(jì)）（2