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理想氣體的狀態(tài)方程(2)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道摩爾氣體常量.了解克拉珀龍方程的推導(dǎo)過程.
2、在理解克拉珀龍方程內(nèi)容的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)方程的應(yīng)用.
3、進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用.
能力目標(biāo)
通過克拉珀龍方程的推導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問題的分析、推理、綜合能力.
情感目標(biāo)
通過對(duì)不同類型題目的練習(xí),引導(dǎo)學(xué)生自己分析研究和歸納出解題方法并根據(jù)實(shí)驗(yàn)選用不同的氣體狀態(tài)方程的表達(dá)式,培養(yǎng)其分析和判斷能力.
教學(xué)建議
教材分析
氣體實(shí)驗(yàn)定律和克拉珀龍方程都是氣體的狀態(tài)方程,其區(qū)別僅在于再實(shí)驗(yàn)定律中未知的常量C,再克拉珀龍方程中得到了具體的表述,即 ,因此,對(duì)處在某種狀態(tài)下的一定質(zhì)量的某種氣體來說,借助普適氣體常量,在已知兩個(gè)狀態(tài)參量的情況下便可以由克拉珀龍方程直接求出第三個(gè)參量,而無需另一個(gè)狀態(tài)的參與,所以運(yùn)用克拉珀龍方程解題不涉及過程問題,對(duì)于解決變質(zhì)量問題尤為方便.
教法建議
在教師講解克拉珀龍方程時(shí),要讓學(xué)生深刻理解普適常量的物理意義,注意普適常量的單位.
在應(yīng)用方程解題時(shí),注意單位必須是統(tǒng)一的國(guó)際單位制.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
教學(xué)過程總體設(shè)計(jì)
1、老師復(fù)習(xí)前面知識(shí)引入,通過提問啟發(fā)學(xué)生理解克拉珀龍方程的推導(dǎo).
2、學(xué)生積極思考、討論,推導(dǎo)克拉珀龍方程并掌握其應(yīng)用.
(一)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)以及相應(yīng)的解決辦法
1、重點(diǎn):克拉珀龍方程的推導(dǎo)和內(nèi)容.
2、難點(diǎn):在用克拉珀龍方程解題時(shí)如何根據(jù)題意選好研究對(duì)象,找出等量關(guān)系(列方程).
3、疑點(diǎn):摩爾氣體常量為什么與氣體的質(zhì)量和種類無關(guān).
解決辦法:明確研究對(duì)象,并把作為研究對(duì)象的氣體所發(fā)生的過程弄清楚.
(二)教具學(xué)具:投影片
(三)師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)
讓學(xué)生先回顧一些基本常數(shù),結(jié)合氣態(tài)方程在老師引導(dǎo)下推導(dǎo)克拉珀龍方程,并利用所學(xué)規(guī)律解題.
(四)教學(xué)步驟
本節(jié)利用前面學(xué)過的知識(shí)推導(dǎo)克拉珀龍方程,并用克拉珀龍方程解題,與以前學(xué)過的方法比較,歸納解題方法,是熱力學(xué)中最重要的一節(jié).
1、摩爾氣體常量
問:理想氣體狀態(tài)方程 (常量)中的常量C與什么因素有關(guān)?
答:實(shí)驗(yàn)表明,常量C與氣體的質(zhì)量和種類有關(guān).
問:對(duì)1mol的某種氣體,常量C應(yīng)為多少?
∵1mol的氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下:
——摩爾氣體常量.
對(duì)于1mol的理想氣體:
——1mol理想氣體的狀態(tài)方程.
2、克拉珀龍方程
對(duì)于nmol的理想氣體:
即
或 (m為氣體的質(zhì)量,M為氣體的摩爾質(zhì)量)克拉珀龍方程.
3、克拉珀龍方程的應(yīng)用
例題講解(參考備課資料中的典型例題)
4、總結(jié)、擴(kuò)展
(1)克拉珀龍方程的推導(dǎo)
由 (恒量)
當(dāng)m、M一定時(shí) ——一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程
當(dāng)m、M、T一定時(shí) ——玻意耳定律
當(dāng)m、M、T一定時(shí) ——查理定律
當(dāng)m、M、p一定時(shí) ——蓋·呂薩克定律
因此,克拉珀龍方程既反映了理想氣體在某一狀態(tài)各參量的關(guān)系,也可以得出氣體在兩個(gè)狀態(tài)下各氣體狀態(tài)參量的關(guān)系,所以,它包括了本章的所有規(guī)律,是本章的核心,把克拉珀龍方程與化學(xué)知識(shí)相結(jié)合,可編寫理化綜合題對(duì)考生考查.
(2)關(guān)于圖像研究克拉珀龍方程
由克拉珀龍方程 ,可得三條等值線對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系分別為:
、 、 .
氣體狀態(tài)變化圖線包括 圖、 圖和 圖三種圖線,所有題中有以下形式:
①三種圖線的相互轉(zhuǎn)換;
②由圖線的物理意義確定氣體的三個(gè)狀態(tài)參量的關(guān)系;
③結(jié)合圍繞判斷氣體狀態(tài)變化過程中的內(nèi)能變化情況,在這些題型中,求解時(shí)首先要清楚各種圖線的物理意義,再結(jié)合三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律、氣體狀態(tài)方程,克拉珀龍方程以及熱力學(xué)第一定律求解即可.
理想氣體的狀態(tài)方程(2)
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