气体摩尔体积[时]

一名认真的高中教师肯定有一份准备充分的教案，教案也是老师开展教学活动的依据，通过教案可以帮助自己分析教学的重点，写高中教案要注意哪些方面呢？下面是小编为您精心收集整理，为您带来的《气体摩尔体积[时]》，仅供参考，希望对您有帮助。

教学目标

知识目标

使学生在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解气体摩尔体积的概念。

使学生在理解气体摩尔体积，特别是标准状况下，气体摩尔体积的基础上，掌握有关气体摩尔体积的计算。

能力目标

通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

通过有关气体摩尔体积计算的教学，培养学生的计算能力，并了解学科间相关知识的联系。

情感目标

通过本节的教学，激发学生的学习兴趣，培养学生的主动参与意识。

通过教学过程中的设问，引导学生科学的思维方法。

教学建议

教材分析

本节教材在学习了物质的量和摩尔质量概念的基础上，学习气体摩尔体积的概念及有关计算，这样的编排，有利于加深理解、巩固和运用有关概念，特别是深化了对物质的量及其单位的理解。本节是今后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式的计算，以及学习化学反应速率和化学平衡的重要基础。

本节教材首先注意了学科间的联系和学生已有的知识，通过计算得出1mol几种物质的体积，设问：1mol气态物质的体积是不是也不相同呢？然后介绍气态物质的体积与外界温度、压强的关系，计算出标准状况下1mol气体的体积，引出气体摩尔体积的概念，最后是关于气体摩尔体积概念的计算。

教学建议

教法建议

1．认真钻研新教材，正确理解气体摩尔体积的概念。

原必修本39页“在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L，这个体积叫做气体摩尔体积。”认为“22.4L/mol就是气体摩尔体积”。

新教材52页气体摩尔体积的定义为“单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。即Vm=V/n。”由此可以看出，气体摩尔体积是任意温度和压强下，气体的体积与气体的物质的量之比，而22.4L/mol是在特定条件（如：0℃，101KPa）下的气体摩尔体积。注意：当温度高于0℃，压强大于101Kpa时，1mol任何气体所占的体积也可能是22.4L。

教学中要给学生讲清气体摩尔体积与标准状况下气体摩尔体积22.4L/mol的关系。

2．本节引入方法

⑴计算法：全班学生分成3组，分别计算1mol固、液态几种物质的体积并填表。

物质

粒子数

1mol物质质量（g）

20℃密度（g/cm3）

体积（cm3）

Fe

6.02×1023

56

7.8

Al

6.02×1023

27

2.7

Pb

6.02×1023

207

11.3

H2O

6.02×1023

18

1(4℃)

H2SO4

6.02×1023

98

1.83

⑵实物展示法：有条件的学校，可分别展示1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的实物，直观得到体积不同的结论；展示22.4L实物模型，这种实物展示方法学生印象深刻，感性经验得以丰富。

3.列表比较决定物质体积的主要因素（用“√”表示）

物质因素

粒子的数目

粒子间平均距离

粒子本身大小

固、液态

√

√

气态

√

√

讲清当粒子数相同的条件下，固、液态体积由粒子大小决定，气体体积主要由分子间距离决定。举例：50个乒乓球和50个篮球紧密堆积或间隔1米摆放，前者球的大小决定体积，后者球间的距离决定体积。

4．充分运用多媒体素材，展示微观的变化，活跃课堂气氛，激发学生兴趣。例如：应用微机显示温度、压强对气体体积的影响；固、液、气态物质粒子间距离；1mol液态水（0℃，18mL），加热到100℃气化为水蒸气的体积变化等。

5．通过阅读、设问、讨论，突破难点。讨论题有：物质体积的大小取决与哪些微观因素？决定固、液、气态物质体积的主要因素？在粒子数一定的情况下，为什么气体体积主要取决于分子间距离？为什么比较一定量气体的体积，要在相同的温度和压强下进行才有意义？为什么相同外界条件下，1mol固、液态物质所具有的体积不同，而1mol气体物质所具有的体积却大致相同？在相同条件下，相同物质的量的气体所具有的体积是否相同？为什么1mol液态水变为1mol水蒸气体积由18mL变为3.06×104mL体积扩大1700倍？

6．在理解标况下气体摩尔体积这一特例时，应强调以下4点：①标准状况②物质的量为1mol③任何气体物质④约为22.4L只有符合这些条件，22.4L才是1mol任何气体在标准状况下的体积。因此，非标准状况下或固、液态物质，不能使用22.4L/mol.

7．教材52页“在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”，应指出这个结论即为阿伏加德罗定律。学生基础较好的班级，还可简单介绍阿伏加德罗定律的几个重要推论。

8．教材53页的例题2，是关于气体摩尔体积的计算，教学中应指出密度法是计算气体相对分子质量的常用方法，即M=ρVm如果是标准状况下，则：M=ρ·22.4L/mol

9．在V、n、m、N之间的关系可放在学习气体摩尔体积计算例题前进行，也可放在课后小结进行。

教学建议

关于气体摩尔体积

1．气体摩尔体积1mol某气体的体积即气体摩尔体积，单位为L／mol。标准状况下任何气体的体积均为22．4L。即标准状况下气体摩尔体积为22．4L／mol。

2．阿伏加德罗定律同温同压下体积相同的任何气体都含有相同的分子数即阿伏加德罗定律。由此可见气体的体积比在同温同压下必等于分子数比。由此可以导出同温同压下不同气体间的关系：

（1）同温同压下，气体的体积比等于物质的量比。

（2）同温同容下，气体的压强比等于物质的量比。

（3）同温同压下，气体的摩尔质量比等于密度比。

（4）同温同压下，同体积的气体质量比等于摩尔质量比。

（5）同温同压下，同质量气体的体积比等于摩尔质量的反比。

此外还在运用时要结合物理中的同物质的量的气体在同温时，其体积与压强成反比；气体体积与热力学温度在同压条件下成正比。

3．气体摩尔体积的常见应用标准状况下1mol气体为22．4L，即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量，也可求出1L气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度，可据以由气体的相对密度求气体的摩尔质量，如某气体对的相对密度为15，则其相对分子质量为。常见的有：

（1）由标准状况下气体密度求相对分子质量：

（2）由相对密度求气体的相对分子质量：若为对的相对密度则为：，若为对空气的相对密度则为：.

*（3）求混合气体的平均相对分子质量（）：即混合气体1mol时的质量数值。在已知各组成气体的体积分数时见①，若为质量分数见②：

①

②

（4）由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比，进而推分子式。

（5）直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。

（6）气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。

教学设计示例一

第二节气体摩尔体积

第一课时

知识目标

使学生在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解气体摩尔体积的概念。

能力目标

通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

情感目标

通过本节的教学，激发学生的学习兴趣，培养学生的主动参与意识。

通过教学过程中的设问，引导学生科学的思维方法。

教学重点：气体摩尔体积的概念

教学难点：相同温度和压强下，相同物质的量的任何气体所占的体积大约相同的原因。

教学方法：设疑、导思、归纳、应用

教学手段：多媒体辅助

教学过程：

[复习提问]1.1mol物质含有的粒子数约是多少？

2.什么叫摩尔质量？

[引入新课]前面我们学习的物质的量，它把宏观上可称量的物质与微观粒子联系起来，宏观上可感知的除了物质的质量，还有物质所占的体积上节课我们研究了1mol物质所具有的质量，这节课我们来讨论1mol物质所占的体积。

[板书]一、气体摩尔体积

1.1mol固、液态物质的体积

[提问]已知物质的质量和密度，怎样求体积？

学生回答：V=

[投影]计算1mol几种固、液态物质的体积，填表；

物质

[1][2]下一页

jk251.cOm扩展阅读

气体摩尔体积(小编推荐)

教学目标

知识技能：正确理解和掌握的概念；初步掌握阿伏加德罗定律的要点，并学会运用该定律进行有关简单推理。

能力培养：培养科学归纳的思维能力，空间想像能力，运用事物规律分析解决问题的逻辑思维能力。

科学思想：引导学生逐步树立“透过现象，抓住本质”的辩证唯物主义认识观点。

科学品质：激发学生严谨务实，循序渐进，探索真理的科学态度。

科学方法：由数据归纳客观规律；由理想模型出发进行逻辑推理。

重点、难点概念的逻辑推理过程；阿伏加德罗定律的直观理解。

教学过程设计

教师活动

学生活动

设计意图

【引言】物质都是由原子、分子、离子这些基本微粒构成的。衡量物质所含微粒数多少用哪个物理量？该物理量的单位是什么？1mol物质含有多少构成它的基本微粒？

1mol不同物质所含有的微粒数都相同，它们的体积是否也相同呢？这是本堂课要解决的问题。

【板书】第二节

回顾上堂课内容，回答：物质的量，摩尔，阿伏加德罗常数个，约为6.02×1023个。

引导学生由旧知识再现进入新的认知过程。

【投影】1mol铁、铝、铅、水、硫酸的质量、密度、体积。引导学生分析投影数据。

【展示】引导学生看课本42页、43页图2-1和图2-2，并出示1mol铁、铝、铅、水、硫酸实物，引导观察。

分析投影数据，归纳并猜想：

1mol不同的固态或液态物质，体积是不相同的。

看课本插图，并观察分析实物，进一步证实上面的猜想。

引导学生从感性、理性两方面认识事物客观规律，培养他们进行科学归纳的能力。

【设问】对于1mol不同的固态和液态物质来说，为什么其体积各不相同？

【讲述】物质都是由原子、分子、离子这些微观粒子构成的，在讨论物质所

思考，但难以给出合理解释。

不愤不悱。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

占体积时，可以从其结构出发来分析。下面我们把微观粒子与宏观的球体类比。

【设问】一堆排球、一堆篮球，都紧密堆积，哪一堆球所占体积更大？如果球的数目都为一百个呢？如果球和球之间都间隔1米，在操场上均匀地分布，哪一堆球所占总的体积更大？

积极思考，相互讨论，和老师一起共同归纳出决定物质所占体积大小的三个因素：①物质所含结构微粒数多少；②微粒间的距离；③微粒本身的大小。

引导学生在脑海里建立理想模型，形象地分析物质体积决定因素，对学生进行空间想像能力和逻辑推理能力的训练。

【讲解】可以从上面得出的决定物质所占空间大小的三个因素出发来分析不同固态、液态物质的体积关系。

【小结】相同条件下，1mol不同固态或液态物质的体积是不同的。

认真听讲，积极思考，体会运用普遍规律分析具体问题的过程。

1mol不同固态或液态物质所含基本结构微粒数都相同，构成固态或液态物质的微粒间的距离都很小，因而固态或液态物质体积大小的决定因素是其结构微粒本身的大小。由于构成不同液态或固态物质的原子、分子或离子的大小是不同的，所以它们的体积也就有所不同。

在学生能力达不到的情况下，老师带动学生分析问题。

【设问】在相同的温度和压强条件下，1mol不同气态物质的体积是否相同？

【投影】标准状况下1mol氢气、氧气、二氧化碳的质量、密度、体积，引导学生观察分析数据。

【讲述】大量实验数据证明，在标准状况下，即温度为0℃、压强为1.01×105Pa条件下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。

分析归纳数据，计算出1mol任何气体的体积在标准状况下都约为22.4L。

采用由数据归纳出事物规律的科学方法，导出的概念，培养学生的科学归纳思维能力。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

【板书】一、在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。Vm=22.4L／mol

【讲解】可用“Vm”表示，注意其单位为“L／mol”。

记下板书。

发散的思维收敛，落实知识点。

【设问】概念包含几个要点？规定了什么条件？什么描述对象？结论是什么？

思考并回答：①条件是标准状况下，即O℃、1.01×105Pa；②描述对象是1mol任何气体；③结论是体积约是22.4L。

剖析概念，引导学生对概念理解更准确。

【设问】由概念，可得出在标准状况下气体的体积和气体物质的量有怎样的关系？

【板书】V=Vm×nn表示气体物质的量。

【提问】该公式在什么情况下应用？

思考并回答：气体在标准状况下的体积等于与其物质的量的乘积。

回答：在标准状况下，应用对象是气体。

由概念本身推出其简单应用。

【设问】为什么在标准状况下1mol任何气体的体积都相同？在这个表面现象后隐藏着怎样的本质原因？

【讲述】这要从气态物质的结构去找原因，可从前面得到的决定物质体积大小的三个因素出发来分析问题。

【指导】阅读课本44页第二、三自然段。

思考并讨论，但难以给出合理解释。

阅读课本有关内容，在老师启发下给出问题的答案。

分子数一定时，气体体积主要决定于分子间的平均距离，在标准状况下，不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以任何物质的都约是22.4L／mol。

引导学生树立透过现象抓住本质的辩证唯物主义认识观点。

培养学生运用事物规律独立分析解决问题的逻辑思维能力。

【设问】约是22.4L／mol，为什么一定要加上标准状况这个条件？在非标准状况下1mol气体的体积有没有可能为22.4L。

【讲述】强调课本中所指是特指在标准状况下1mol气体的体积。

思考并回答：温度和压强影响气体的体积；在非标准状况下，只要温度和压强适当，1mol气体的体积也可能是22.4L。

激发学生严谨务实，循序渐进，探索真理的科学态度。逐步引导出阿伏加德罗定律。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

【设问】在一定温度和压强下，并不一定是标准状况下，1mol不同的气体其体积是否相同？

【讲述】分子数一定的情况下，气体的体积决定于气体分子间的平均距离。在一定的温度和压强下，不一定是标准状况，各种气体分子间的平均距离是近似相等的，因此，同温、同压下，相同分子数的气体，其体积也相同；同样，同温、同压条件下，体积相同的气体，其分子数也相同。这一规律称作阿伏加德罗定律。

猜测：一定相同。

认真听讲，体会阿伏加德罗定律的导出过程。

由概念逐渐过渡到阿伏加德罗定律，易于学生理解和接受。

【板书】二、阿伏加德罗定律在相

同的温度和压强下，相同体积的任

何气体都含有相同数目的分子。

【设问】该定律的要点是什么？应用

对象是什么？规定什么条件？有什么结论？

记下板书内容。

思考并回答：应用对象是任何气体，条件是温度、压强和体积都相同、结论是气体的分子数相同，也即气体的物质的量相同。

落实知识点。

使学生对该定律的要点理解更准确、更牢固。

【设问】在一定温度和压强下，气体的体积和气体的分子数、气体的物质的量呈什么关系？

【追问】在一定温度和压强下，气体的体积之比等于什么？

【板书】V1／V2=n1／n2

【提问】该公式的适用条件是什么？

回答：呈正比关系。

回答：等于气体的分子数之比，等于物质的量之比。

回答：同温、同压条件下的任何气体。

引导学生推出阿伏加德罗定律的简单应用。

【总结】本堂课的重点是，正确理解

概念，掌握在标准状况下气体的体积与、气体物质的量的关系；初步掌握阿伏加德罗定律的要点，并会运用该定律进行简单推理。

认真听讲，回顾本堂课内容。

明确主次，抓住要点。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

【随堂检测】

1．下列说法正确的是（）。

（A）在标准状况下，1mol水和1mol氢气的体积都约是22.4L

（B）2g氢气和44g二氧化碳的体积相

化学教案 摩尔【推荐】

气体摩尔体积教案

第一课时

教学目标

知识技能：正确理解和掌握气体摩尔体积的概念；初步掌握阿伏加德罗定律的要点，并学会运用该定律进行有关简单推理。

能力培养：培养科学归纳的思维能力，空间想像能力，运用事物规律分析解决问题的逻辑思维能力。

科学思想：引导学生逐步树立“透过现象，抓住本质”的辩证唯物主义认识观点。

科学品质：激发学生严谨务实，循序渐进，探索真理的科学态度。

科学方法：由数据归纳客观规律；由理想模型出发进行逻辑推理。

重点、难点气体摩尔体积概念的逻辑推理过程；阿伏加德罗定律的直观理解。

教学过程设计

教师活动

学生活动

设计意图

【引言】物质都是由原子、分子、离子这些基本微粒构成的。衡量物质所含微粒数多少用哪个物理量？该物理量的单位是什么？1mol物质含有多少构成它的基本微粒？

1mol不同物质所含有的微粒数都相同，它们的体积是否也相同呢？这是本堂课要解决的问题。

【板书】第二节气体摩尔体积

回顾上堂课内容，回答：物质的量，摩尔，阿伏加德罗常数个，约为6.02×1023个。

引导学生由旧知识再现进入新的认知过程。

【投影】1mol铁、铝、铅、水、硫酸的质量、密度、体积。引导学生分析投影数据。

【展示】引导学生看课本42页、43页图2-1和图2-2，并出示1mol铁、铝、铅、水、硫酸实物，引导观察。

分析投影数据，归纳并猜想：

1mol不同的固态或液态物质，体积是不相同的。

看课本插图，并观察分析实物，进一步证实上面的猜想。

引导学生从感性、理性两方面认识事物客观规律，培养他们进行科学归纳的能力。

【设问】对于1mol不同的固态和液态物质来说，为什么其体积各不相同？

【讲述】物质都是由原子、分子、离子这些微观粒子构成的，在讨论物质所

思考，但难以给出合理解释。

不愤不悱。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

占体积时，可以从其结构出发来分析。下面我们把微观粒子与宏观的球体类比。

【设问】一堆排球、一堆篮球，都紧密堆积，哪一堆球所占体积更大？如果球的数目都为一百个呢？如果球和球之间都间隔1米，在操场上均匀地分布，哪一堆球所占总的体积更大？

积极思考，相互讨论，和老师一起共同归纳出决定物质所占体积大小的三个因素：①物质所含结构微粒数多少；②微粒间的距离；③微粒本身的大小。

引导学生在脑海里建立理想模型，形象地分析物质体积决定因素，对学生进行空间想像能力和逻辑推理能力的训练。

【讲解】可以从上面得出的决定物质所占空间大小的三个因素出发来分析不同固态、液态物质的体积关系。

【小结】相同条件下，1mol不同固态或液态物质的体积是不同的。

认真听讲，积极思考，体会运用普遍规律分析具体问题的过程。

1mol不同固态或液态物质所含基本结构微粒数都相同，构成固态或液态物质的微粒间的距离都很小，因而固态或液态物质体积大小的决定因素是其结构微粒本身的大小。由于构成不同液态或固态物质的原子、分子或离子的大小是不同的，所以它们的体积也就有所不同。

在学生能力达不到的情况下，老师带动学生分析问题。

【设问】在相同的温度和压强条件下，1mol不同气态物质的体积是否相同？

【投影】标准状况下1mol氢气、氧气、二氧化碳的质量、密度、体积，引导学生观察分析数据。

【讲述】大量实验数据证明，在标准状况下，即温度为0℃、压强为1.01×105Pa条件下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。

分析归纳数据，计算出1mol任何气体的体积在标准状况下都约为22.4L。

采用由数据归纳出事物规律的科学方法，导出气体摩尔体积的概念，培养学生的科学归纳思维能力。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

【板书】一、气体摩尔体积在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。Vm=22.4L／mol

【讲解】气体摩尔体积可用“Vm”表示，注意其单位为“L／mol”。

记下板书。

发散的思维收敛，落实知识点。

【设问】气体摩尔体积概念包含几个要点？规定了什么条件？什么描述对象？结论是什么？

思考并回答：①条件是标准状况下，即O℃、1.01×105Pa；②描述对象是1mol任何气体；③结论是体积约是22.4L。

剖析概念，引导学生对气体摩尔体积概念理解更准确。

【设问】由气体摩尔体积概念，可得出在标准状况下气体的体积和气体物质的量有怎样的关系？

【板书】V=Vm×nn表示气体物质的量。

【提问】该公式在什么情况下应用？

思考并回答：气体在标准状况下的体积等于气体摩尔体积与其物质的量的乘积。

回答：在标准状况下，应用对象是气体。

由概念本身推出其简单应用。

【设问】为什么在标准状况下1mol任何气体的体积都相同？在这个表面现象后隐藏着怎样的本质原因？

【讲述】这要从气态物质的结构去找原因，可从前面得到的决定物质体积大小的三个因素出发来分析问题。

【指导】阅读课本44页第二、三自然段。

思考并讨论，但难以给出合理解释。

阅读课本有关内容，在老师启发下给出问题的答案。

分子数一定时，气体体积主要决定于分子间的平均距离，在标准状况下，不同气体的分子间的平均距离几乎是相等的，所以任何物质的气体摩尔体积都约是22.4L／mol。

引导学生树立透过现象抓住本质的辩证唯物主义认识观点。

培养学生运用事物规律独立分析解决问题的逻辑思维能力。

【设问】气体摩尔体积约是22.4L／mol，为什么一定要加上标准状况这个条件？在非标准状况下1mol气体的体积有没有可能为22.4L。

【讲述】强调课本中所指气体摩尔体积是特指在标准状况下1mol气体的体积。

思考并回答：温度和压强影响气体的体积；在非标准状况下，只要温度和压强适当，1mol气体的体积也可能是22.4L。

激发学生严谨务实，循序渐进，探索真理的科学态度。逐步引导出阿伏加德罗定律。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

【设问】在一定温度和压强下，并不一定是标准状况下，1mol不同的气体其体积是否相同？

【讲述】分子数一定的情况下，气体的体积决定于气体分子间的平均距离。在一定的温度和压强下，不一定是标准状况，各种气体分子间的平均距离是近似相等的，因此，同温、同压下，相同分子数的气体，其体积也相同；同样，同温、同压条件下，体积相同的气体，其分子数也相同。这一规律称作阿伏加德罗定律。

猜测：一定相同。

认真听讲，体会阿伏加德罗定律的导出过程。

由气体摩尔体积概念逐渐过渡到阿伏加德罗定律，易于学生理解和接受。

【板书】二、阿伏加德罗定律在相

同的温度和压强下，相同体积的任

何气体都含有相同数目的分子。

【设问】该定律的要点是什么？应用

对象是什么？规定什么条件？有什么结论？

记下板书内容。

思考并回答：应用对象是任何气体，条件是温度、压强和体积都相同、结论是气体的分子数相同，也即气体的物质的量相同。

落实知识点。

使学生对该定律的要点理解更准确、更牢固。

【设问】在一定温度和压强下，气体的体积和气体的分子数、气体的物质的量呈什么关系？

【追问】在一定温度和压强下，气体的体积之比等于什么？

【板书】V1／V2=n1／n2

【提问】该公式的适用条件是什么？

回答：呈正比关系。

回答：等于气体的分子数之比，等于物质的量之比。

回答：同温、同压条件下的任何气体。

引导学生推出阿伏加德罗定律的简单应用。

【总结】本堂课的重点是，正确理解

气体摩尔体积概念，掌握在标准状况下气体的体积与气体摩尔体积、气体物质的量的关系；初步掌握阿伏加德罗定律的要点，并会运用该定律进行简单推理。

认真听讲，回顾本堂课内容。

明确主次，抓住要点。

续表

教师活动

学生活动

设计意图

【随堂检测】

1．下列说法正确的是（）。

（A）在标准状况下，1mol水和1mol氢气的体积都约是22.4L

（B）2g氢气和44g二氧化碳的体积相

高中教案气体实验定律

教学目标

知识目标

1、知道什么是等温变化，知道玻意耳定律的实验装置和实验过程，掌握玻意耳定律的内容与公式表达．

2、知道什么是等容变化，了解查理定律的实验装置和实验过程，掌握查理定律的内容与公式表达．

3、掌握三种基本图像，并能通过图像得到相关的物理信息．

能力目标

通过实验培养学生的观察能力和实验能力以及分析实验结果得出结论的能力．

情感目标

通过实验，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时树立理论联系实际的观点．

教学建议

教材分析

本节的内容涉及三个实验定律：玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律．研究压强、体积和温度之间的变化关系，教材深透了一般物理研究方法——“控制变量法”：在研究两个以上变量的关系时，往往是先研究其中两个变量间的关系，保持其它量不变，然后综合起来得到所要研究的几个量之间的关系，在牛顿第二定律、力矩的平衡、单摆周期确定等教学中，我们曾经几次采用这种方法．

教法建议

通过演示实验，及设定变量的方法得到两个实验定律；注意定律成立的条件．提高学生对图像的分析能力．

教学设计方案

教学用具：验证玻意耳定律和查理定律的实验装置各一套．

教学主要过程设计：在教师指导下学生认识实验并帮助记录数据，在教师启发下学生自己分析总结、推理归纳实验规律．

课时安排：2课时

教学步骤

（一）课堂引入：

教师讲解：我们学习了描述气体的三个物理参量——体积、温度、压强，并知道对于一定质量的气体，这三个量中一个量变化时，另外两个量也会相应的发生变化，三个量的变化是互相关联的，那么，对于一定质量的气体，这三个量的变化关系是怎样的呢？这节课，我们便来研究一下！

（二）新课讲解：

教师讲解：在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”，我们研究一定质量的气体温度、体积、压强三者的关系，就可以采用这种方法．首先，我们设定温度不变，研究气体体积和压强的关系．

1、气体的压强与体积的关系——玻意耳定律

演示实验：一定质量的气体，在保持温度不变的情况下改变压强，研究压强与体积的关系．让学盛帮助记录数据．

压强Pa0.5

1.01.52.02.53.03.54.0体积V/L8.04.02.72.01.61.31.11.04.04.04.054.04.03.93.854.0

以横坐标表示气体的体积，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与体积的关系如图所示．

可见，一定质量的气体，在体积不变的情况，压强P随体积V的关系图线为一双曲线，称为等温线．①见等温线上的每点表示气体的一个状态．②同一等温线上每一状态的温度均相同．③对同一部分气体，在不同温度下的等温线为一簇双曲线，离坐标轴越近的等温线的温度越高．

通过实验得出，一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V的乘积保持不变，即：常量

或压强p与体积V成反比，即：

这个规律叫做玻意耳定律，也可以写成：或

例如：一空气泡从水库向上浮，由于气泡的压强逐渐减小，因此体积逐渐增大．

例题1：如图所示，已知：，求：和

解：根据图像可得：

∵封闭在管中的气体质量、温度均不变．

即：

解得：

2、气体的压强与温度的关系——查理定律

演示实验：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下改变温度，研究压强与温度的关系．让学生帮助记录数据．

压强Pa1.0

1.11.21.31.41.51.61.7温度T/K300330360390420450480510

以横坐标表示气体的温度，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与温度T的关系如图所示．

可见，一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度的关系，图线为通过原点的一条直线，称为等容线．

①等容线上的每一点表示气体的一个状态．②同一等容线上每一状态的体积均相同．③对同一部分气体，在不同体积下的等容线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等容线的体积越大（）．

通过实验得出，一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T之比保持不变，即：常量

或压强p与热力学温度T成正比，即：

这个规律叫做查理定律，也可以写成：或

例如：乒乓球挤瘪后，放在热水里泡一会儿，由于球内气体温度升高，压强增大，就把乒乓球挤回球形．

例题2：一定质量的某种气体在20℃时的压强是Pa，保持体积不变，温度升高到50℃，压强是多少？温度降到－17℃时，压强是多少？

解：∵因气体的质量和体积均不变

∴

即

3、气体的体积和温度的关系——盖·吕萨克定律

教师讲解：由前面我们得到：；；

则可以得到：

也就是说：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比，即：，

这个规律叫做盖·吕萨克定律，也可以写成：或

一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度的关系图线为通过原点的直线，称为等压线．

①等压线上每一点表示气体的一个状态．②同一等压线上每一状态的压强相等．③对同一部分气体，在不同压强下的等压线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等压线的压强越大（）．

教师总结：理想气体的状态方程是由实验定律推证出来的，我们也可以把玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律分别看成是在温度、体积、压强不变的情况下理想气体状态方程的特殊情况，或者说，理想气体的状态方程包括了三个实验定律．

（三）板书设计

二、

1、气体的压强与体积的关系——玻意耳定律

内容：图像：

表达式：

2、气体的压强与温度的关系——查理定律

内容：图像：

表达式：

3、气体的温度与体积的关系——盖·吕萨克定律：

内容：图像：

表达式：

气体分子动理论(小编推荐)

教学目标

知识目标

1、知道气体分子运动的特点．

2、知道分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律．

3、知道气体压强的微观解释以及气体实验定律的微观解释．

能力目标

通过用微观解释宏观，提出统计规律，渗透统计观点，以提高学生分析、综合、归纳能力．

情感目标

通过对气体分子定律以及气体实验定律的微观解释，尤其是统计规律的渗透，让学生体会其在科学研究中的作用．培养学生树立科学的探究精神．

教学建议

用微观的方法解释宏观现象，对学生来说，这是第一次接触，应从实际出发，通过模拟和举例来帮助学生理解统计规律的意义．理解气体压强的产生并解释气体的实验定律是本节的重要内容，也是提高学生分析、综合、归纳能力的有效途径．

教学设计示例

（一）教学总体设计

1、教师应借助物理规律和课件展示，准确讲解，注意启发点拨，以学生自己讨论归纳．

2、学生应积极思考、认真观察、参与讨论、总结规律、解释现象．

教师通过动画模拟引入微观对宏观的解释、渗透统计思维，指导学生观察动画、分析特点，总结统计规律，解释有关现象．

（二）重点·难点·疑点及解决办法

1、重点：气体压强的产生和气体实验定律的微观解释．

2、难点：用统计的方法分析气体分子运动的特点．

3、疑点

（1）气体分子运动与固体、液体分子运动有什么区别．

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定．

4、解决办法

用小球模拟分子碰撞器壁，联系实际，从实例出发理解气体压强的产生机理，并分析影响气体压强的因素．

（三）教学过程

1、气体分子运动特点（条件允许，可以播放动画进行模拟演示）

在教师引导下得出结论：

①气体分子间距较大

②气体分子充满整个容器空间

③气体分子运动频繁碰撞

④气体分子向各个方向运动的机会均等

分析气体分子运动特点及联系实验得出：

①气体分子间距大，作用力小（可认为没有），所以气体没有一定的形态和体积（由容器决定）．

②分子沿各个方向运动的机会均等．

③速率分布是中间大两头小的规律．其速率分布与分子数的关系如图所示．

2、气体压强的微观解释

大量气体分子对器壁频繁碰撞，就对器壁产生一个持续的均匀的压强．器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强．

例如：雨滴撞击雨伞的例子．

再比如：用一小把针刺手心，当针刺的频率很高时，手心的感觉就不是痛一下，而是成为一种连续的均匀的痛感了．

气体的压强与气体的密度和气体分子的平均功能有关．经过实验和理论计算得出：

为气体单位体积内的分子数，E为气体分子的平均动能．

3、对气体实验定律的微观解释

（1）玻意耳定律

（2）查理定律

（3）盖·吕萨克定律

4、总结、扩展

（1）气体分子运动有什么特点？

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定？

（3）怎样从微观的方法解释气体三实验定律？

5、板书设计

五、

1、气体分子运动特点

①

②

③

2、对气体压强的微观解释

3、对气体实验定律的微观解释

教学设计示例参考

气体实验定律的微观解释

一、教学目标

1、知识目标：

（1）能用解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系．

（2）能用解释三个气体实验定律．

2、能力目标：通过让学生用解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法．

3、情感目标：通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法．

二、重点、难点分析

1、用来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容．

2、气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想象力．

三、教具

计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件．

四、主要教学过程

（一）引入新课

先设问：气体分子运动的特点有哪些？

答案：特点是：（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间．（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞．气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动．（3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的．（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大．

今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律．

（二）教学过程设计

1、关于气体压强微观解释的教学

首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度（T）、体积（V）与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系：

温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率（）越大．

体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数），对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积为V时，单位体积内的分子数与体积V成反比，即体积越大时，反映气体分子的密度n越小．

然后再设问：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？

这应从气体对容器器壁压强产生的机制来分析．

先让学生看用计算机模拟气体分子运动撞击器壁产生压强的机制：

首先用计算机软件在大屏幕上显示出如图1所示的图形：

向同学介绍：如图所示是一个一端用活塞（此时表示活塞部分的线条闪烁3～5次）封闭的气缸，活塞用一弹簧与一固定物相连，活塞与气缸壁摩擦不计，当气缸内为真空时，弹簧长为原长．如果在气缸内密封了一定质量的理想气体．由于在任一时刻气体分子向各方向上运动的分子数相等，为简化问题，我们仅讨论向活塞方向运动的分子．大屏幕上显示图2，即图中显示的仅为总分子数的，（图中显示的“分子”暂呈静态）先看其中一个（图2中涂黑的“分子”闪烁2～3次）分子与活塞碰撞情况，（图2中涂黑的“分子”与活塞碰撞且以原速率反弹回来，活塞也随之颤抖一下，这样反复演示3～5次）再看大量分子运动时与活塞的碰撞情况：

大屏幕上显示“分子”都向活塞方向运动，对活塞连续不断地碰撞，碰后的“分子”反弹回来，有的返回途中与别的“分子”相撞后改变方向，有的与活塞对面器壁相碰改变方向，但都只显示垂直于活塞表面的运动状态，而活塞被挤后有一个小的位移，且相对稳定，如图3所示的一个动态画面．时间上要显示15～30秒定格一次，再动态显示15～30秒，再定格．

得出结论：由此可见气体对容器壁的压强是大量分子对器壁连续不断地碰撞所产生的．

进一步分析：若每个分子的质量为m，平均速率为v，分子与活塞的碰撞是完全弹性碰撞，则在这一分子与活塞碰撞中，该分子的动量变化为2mv，即受的冲量为2mv，根据牛顿第三定律，该分子对活塞的冲量也是2mv，那么在一段时间内大量分子与活塞碰撞多少次，活塞受到的总冲量就是2mv的多少倍，单位时间内受到的总冲量就是压力，而单位面积上受到的压力就是压强．由此可推出：气体压强一方面与每次碰撞的平均冲量2mv有关，另一方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关．对确定的一定质量的理想气体而言，每次碰撞的平均冲量，2mv由平均速率v有关，v越大则平均冲量就越大，而单位时间内单位面积上碰撞的次数既与分子密度n有关，又与分子的平均速率有关，分子密度n越大，v也越大，则碰撞次数就越多，因此从的观点看，气体压强的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同决定，n越大，v也越大，则压强就越大．

2、用解释实验三定律

（1）教师引导、示范，以解释玻意耳定律为例教会学生用解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式．

范例：用解释玻意耳定律．

一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比．这就是玻意耳定律．

书面符号简易表述方式：

小结：基本思维方法（详细文字表述格式）是：依据描述气体状态的宏观物理量（m、p、V、T）与表示气体分子运动状态的微观物理量（N、n、v）间的相关关系，从气体实验定律成立的条件所述的宏观物理量（如m一定和T不变）推出相关不变的微观物理量（如N一定和v不变），再根据宏观自变量（如V）的变化推出有关的微观量（如n）的变化，再依据推出的有关微观量（如v和n）的变与不变的情况推出宏观因变量（如p）的变化情况，结论是否与实验定律的结论相吻合．若吻合则实验定律得到了微观解释．

（2）让学生体验上述思维方法：每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释，然后由平时物理成绩较好的学生口述，与下面正确答案核对．

书面或口头叙述为：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小．这与查理定律的结论一致．

用符号简易表示为：

（3）让学生再次练习，用解释盖·吕萨克定律．再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示，然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己的练习，与下面标准答案核对．

一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小．这与盖·吕萨克定律的结论是一致的．

用符号简易表示为：

（三）课堂小结

1、本节课我们首先明确了气体状态参量与相关的气体分子运动的微观物理量间的关系着重从的观点认识到气体对容器壁的压强是大量分子连续不断地对器壁碰撞产生的，且由分子的平均速率和分子密度共同决定其大小．

2、本节课我们重点学习了用的观点来解释气体三个实验定律的方法．

五、说明

1、本节课设计用计算机模拟气体分子对器壁碰撞而产生压强是为了使学生有一点感性认识，帮助学生想象，其中有两点需要说明，一是弹簧的形变（活塞的位移）说明活塞受到了压力，二是图中所示的“分子”数只是示意图，其“大量”的含义是无法（也没必要）用具体图形表示．

2、本节课用解释实验定律的侧重点在于教会学生“解释”的方法，它是一种从宏观到微观，又由微观到宏观的有序而又严密的推理．因此对三个定律解释方式是先教师示范，讲清方法，再让学生独立思考，自行体验，最后反复练习，熟练掌握．既采用详细表述又用符号简易表示，其目的也是为了训练学生既严密又简练的逻辑思维．

3、由于温度只是气体分子平均动能的标志，它与分子平均速率v只能推出定性的相关关系，中学阶段无法得到定量的相关关系，因此对查理定律和盖·吕萨克定律也只能进行定性解释，不能定量的推出正比关系．

气体分子动理论

教学目标

知识目标

1、知道气体分子运动的特点．

2、知道分子沿各个方向运动的机会均等，分子速率按一定规律分布，这种规律是一种统计规律．

3、知道气体压强的微观解释以及气体实验定律的微观解释．

能力目标

通过用微观解释宏观，提出统计规律，渗透统计观点，以提高学生分析、综合、归纳能力．

情感目标

通过对气体分子定律以及气体实验定律的微观解释，尤其是统计规律的渗透，让学生体会其在科学研究中的作用．培养学生树立科学的探究精神．

教学建议

用微观的方法解释宏观现象，对学生来说，这是第一次接触，应从实际出发，通过模拟和举例来帮助学生理解统计规律的意义．理解气体压强的产生并解释气体的实验定律是本节的重要内容，也是提高学生分析、综合、归纳能力的有效途径．

教学设计示例

（一）教学总体设计

1、教师应借助物理规律和课件展示，准确讲解，注意启发点拨，以学生自己讨论归纳．

2、学生应积极思考、认真观察、参与讨论、总结规律、解释现象．

教师通过动画模拟引入微观对宏观的解释、渗透统计思维，指导学生观察动画、分析特点，总结统计规律，解释有关现象．

（二）重点·难点·疑点及解决办法

1、重点：气体压强的产生和气体实验定律的微观解释．

2、难点：用统计的方法分析气体分子运动的特点．

3、疑点

（1）气体分子运动与固体、液体分子运动有什么区别．

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定．

4、解决办法

用小球模拟分子碰撞器壁，联系实际，从实例出发理解气体压强的产生机理，并分析影响气体压强的因素．

（三）教学过程

1、气体分子运动特点（条件允许，可以播放动画进行模拟演示）

在教师引导下得出结论：

①气体分子间距较大

②气体分子充满整个容器空间

③气体分子运动频繁碰撞

④气体分子向各个方向运动的机会均等

分析气体分子运动特点及联系实验得出：

①气体分子间距大，作用力小（可认为没有），所以气体没有一定的形态和体积（由容器决定）．

②分子沿各个方向运动的机会均等．

③速率分布是中间大两头小的规律．其速率分布与分子数的关系如图所示．

2、气体压强的微观解释

大量气体分子对器壁频繁碰撞，就对器壁产生一个持续的均匀的压强．器壁单位面积上受到的压力，就是气体的压强．

例如：雨滴撞击雨伞的例子．

再比如：用一小把针刺手心，当针刺的频率很高时，手心的感觉就不是痛一下，而是成为一种连续的均匀的痛感了．

气体的压强与气体的密度和气体分子的平均功能有关．经过实验和理论计算得出：

为气体单位体积内的分子数，E为气体分子的平均动能．

3、对气体实验定律的微观解释

（1）玻意耳定律

（2）查理定律

（3）盖·吕萨克定律

4、总结、扩展

（1）气体分子运动有什么特点？

（2）气体的压强是怎样产生的？它的大小由什么因素决定？

（3）怎样从微观的方法解释气体三实验定律？

5、板书设计

五、

1、气体分子运动特点

①

②

③

2、对气体压强的微观解释

3、对气体实验定律的微观解释

教学设计示例参考

气体实验定律的微观解释

一、教学目标

1、知识目标：

（1）能用解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系．

（2）能用解释三个气体实验定律．

2、能力目标：通过让学生用解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想象能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法．

3、情感目标：通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法．

二、重点、难点分析

1、用来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容．

2、气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想象力．

三、教具

计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件．

四、主要教学过程

（一）引入新课

先设问：气体分子运动的特点有哪些？

答案：特点是：（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间．（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞．气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动．（3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的．（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大．

今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律．

（二）教学过程设计

1、关于气体压强微观解释的教学

首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度（T）、体积（V）与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系：

温度是分子热运动平均动能的标志，对确定的气体而言，温度与分子运动的平均速率有关，温度越高，反映气体分子热运动的平均速率（）越大．

体积影响到分子密度（即单位体积内的分子数），对确定的一定质量的理想气体而言，分子总数N是一定的，当体积为V时，单位体积内的分子数与体积V成反比，即体积越大时，反映气体分子的密度n越小．

然后再设问：气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢？

这应从气体对容器器壁压强产生的机制来分析．

先让学生看用计算机模拟气体分子运动撞击器壁产生压强的机制：

首先用计算机软件在大屏幕上显示出如图1所示的图形：

向同学介绍：如图所示是一个一端用活塞（此时表示活塞部分的线条闪烁3～5次）封闭的气缸，活塞用一弹簧与一固定物相连，活塞与气缸壁摩擦不计，当气缸内为真空时，弹簧长为原长．如果在气缸内密封了一定质量的理想气体．由于在任一时刻气体分子向各方向上运动的分子数相等，为简化问题，我们仅讨论向活塞方向运动的分子．大屏幕上显示图2，即图中显示的仅为总分子数的，（图中显示的“分子”暂呈静态）先看其中一个（图2中涂黑的“分子”闪烁2～3次）分子与活塞碰撞情况，（图2中涂黑的“分子”与活塞碰撞且以原速率反弹回来，活塞也随之颤抖一下，这样反复演示3～5次）再看大量分子运动时与活塞的碰撞情况：

大屏幕上显示“分子”都向活塞方向运动，对活塞连续不断地碰撞，碰后的“分子”反弹回来，有的返回途中与别的“分子”相撞后改变方向，有的与活塞对面器壁相碰改变方向，但都只显示垂直于活塞表面的运动状态，而活塞被挤后有一个小的位移，且相对稳定，如图3所示的一个动态画面．时间上要显示15～30秒定格一次，再动态显示15～30秒，再定格．

得出结论：由此可见气体对容器壁的压强是大量分子对器壁连续不断地碰撞所产生的．

进一步分析：若每个分子的质量为m，平均速率为v，分子与活塞的碰撞是完全弹性碰撞，则在这一分子与活塞碰撞中，该分子的动量变化为2mv，即受的冲量为2mv，根据牛顿第三定律，该分子对活塞的冲量也是2mv，那么在一段时间内大量分子与活塞碰撞多少次，活塞受到的总冲量就是2mv的多少倍，单位时间内受到的总冲量就是压力，而单位面积上受到的压力就是压强．由此可推出：气体压强一方面与每次碰撞的平均冲量2mv有关，另一方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关．对确定的一定质量的理想气体而言，每次碰撞的平均冲量，2mv由平均速率v有关，v越大则平均冲量就越大，而单位时间内单位面积上碰撞的次数既与分子密度n有关，又与分子的平均速率有关，分子密度n越大，v也越大，则碰撞次数就越多，因此从的观点看，气体压强的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同决定，n越大，v也越大，则压强就越大．

2、用解释实验三定律

（1）教师引导、示范，以解释玻意耳定律为例教会学生用解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式．

范例：用解释玻意耳定律．

一定质量（m）的理想气体，其分子总数（N）是一个定值，当温度（T）保持不变时，则分子的平均速率（v）也保持不变，当其体积（V）增大几倍时，则单位体积内的分子数（n）变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比．这就是玻意耳定律．

书面符号简易表述方式：

小结：基本思维方法（详细文字表述格式）是：依据描述气体状态的宏观物理量（m、p、V、T）与表示气体分子运动状态的微观物理量（N、n、v）间的相关关系，从气体实验定律成立的条件所述的宏观物理量（如m一定和T不变）推出相关不变的微观物理量（如N一定和v不变），再根据宏观自变量（如V）的变化推出有关的微观量（如n）的变化，再依据推出的有关微观量（如v和n）的变与不变的情况推出宏观因变量（如p）的变化情况，结论是否与实验定律的结论相吻合．若吻合则实验定律得到了微观解释．

（2）让学生体验上述思维方法：每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释，然后由平时物理成绩较好的学生口述，与下面正确答案核对．

书面或口头叙述为：一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小．这与查理定律的结论一致．

用符号简易表示为：

（3）让学生再次练习，用解释盖·吕萨克定律．再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示，然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己的练习，与下面标准答案核对．

一定质量（m）的理想气体的总分子数（N）是一定的，要保持压强（p）不变，当温度（T）升高时，全体分子运动的平均速率v会增加，那么单位体积内的分子数（n）一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积（V）一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小．这与盖·吕萨克定律的结论是一致的．

用符号简易表示为：

（三）课堂小结

1、本节课我们首先明确了气体状态参量与相关的气体分子运动的微观物理量间的关系着重从的观点认识到气体对容器壁的压强是大量分子连续不断地对器壁碰撞产生的，且由分子的平均速率和分子密度共同决定其大小．

2、本节课我们重点学习了用的观点来解释气体三个实验定律的方法．

五、说明

1、本节课设计用计算机模拟气体分子对器壁碰撞而产生压强是为了使学生有一点感性认识，帮助学生想象，其中有两点需要说明，一是弹簧的形变（活塞的位移）说明活塞受到了压力，二是图中所示的“分子”数只是示意图，其“大量”的含义是无法（也没必要）用具体图形表示．

2、本节课用解释实验定律的侧重点在于教会学生“解释”的方法，它是一种从宏观到微观，又由微观到宏观的有序而又严密的推理．因此对三个定律解释方式是先教师示范，讲清方法，再让学生独立思考，自行体验，最后反复练习，熟练掌握．既采用详细表述又用符号简易表示，其目的也是为了训练学生既严密又简练的逻辑思维．

3、由于温度只是气体分子平均动能的标志，它与分子平均速率v只能推出定性的相关关系，中学阶段无法得到定量的相关关系，因此对查理定律和盖·吕萨克定律也只能进行定性解释，不能定量的推出正比关系．

气体的状态参量

教学目标

知识目标

1、知道气体的温度、体积、压强是描述气体状态的状态参量，理解描述状态的三个参量的意义．

2、在知道温度物理意义的基础上；知道热力学温度及单位；知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会进行换算．

3、知道气体的体积及其单位．并理解气体的压强是怎样产生的，能运用分子动理论进行解释；知道气体压强的单位并能进行单位换算；会计算各种情况下气体的压强．

能力目标

1、运用所学的力学及运动学知识计算各种情况下气体的压强，总结出求解气体压强的方法．明确气体的状态及状态参量是—一对应的关系．

情感目标

培养学生的分析、解决问题的能力及综合应用所学知识解决实际问题的能力．

教学建议

教材分析

气体压强的概念及计算是本节的重点，关于压强的产生，教材在本章第五节分子动理论中——对气体压强产生做了详细的介绍，而运用示例来讲解压强的计算，例题中分析了被水银柱封闭的空气柱在三种放置状态时的压强求解，利用前面所学的力学知识，分析水银柱受力的平衡条件，得到了气体压强值，教学时，注意让学生在复习初中内容的基础上，观察演示实验，讨论压强计算的公式并进行必要的练习，着重解决一下“气体的压强”问题，为以后的几节学习扫清障碍．

教法建议

针对本章的重点——气体压强的计算，通过以前学过的固体和液体的压强知识来理解气体压强的概念；用力学观点来计算气体的压强，把力学和热学联系起来．

教学设计方案

教学用具：压强计

教学整体设计：教师引导学生复习压强、力平衡、牛顿定律等力学知识引入气体压强等热学参量，再让学生做实验掌握气体压强的测量，通过例题讲解使学生掌握气体压强的求法．

教学目标完成过程：

（一）课堂引入

教师讲解：在前面一章中，我们主要研究了物质的三种存在状态：气、液、固中的两种——固体和液体，由于气体分子排布的特点，使得气体分子具有一些特有的性质，今天，我们便开始研究气体．

（二）新课讲解

教师讲解：为了描述我们的研究对象，针对气体的热学特性，我们用体积、压强和温度物理量等来标识气体，这几个用来描述气体状态的物理量叫做．

1、温度（T）

温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子平均动能的标志．

（1）测量：用温度计来测量．

（2）温标：温度的数值表示法．

①摄氏温标：规定在1atm下冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为11℃，中间分成100等份，每一份为1℃，通常用t表示，单位为摄氏度（℃）．

②热力学温标：规定－273.15℃为零开，每1开等于1℃，通常用T表示，单位为开尔文（K）．

③两种温标的关系：

教师强调：一般题目所给的温度都为摄氏温度，但计算时一般用热力学温度，最后结果应转化为摄氏温度．

2、体积（V）

气体的体积就是指气体分子所充满的容器间体积，即为容器的容积．

教师强调：这个容积不是分子本身的体积之和，气体分子间有很大的间隙，容积变化，气体的体积也随之变化．

气体的单位有：等，它们间的换算关系为：

教师强调：若气体封闭在粗细均匀的容器中，体积通常可用其长度来表示，但切勿误认为长度单位就是体积的单位．

3、压强（p）

气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，它是由大量气体分子在热运动中频繁地碰撞器壁而产生的，它的大小决定于气体的密度和气体分子的平均动能．

压强的单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：

演示实验：观察压强计，理解其原理，并用压强计测气体的压强．

教师强调：

①气体对容器的压强和器壁给予气体的压强是相等的，因此在很多情况下，只要直接计算外界加于气体的压强，就可以知道气体本身的压强．

②在开口的容器中，不管气体温度如何变化，气体的压强总是等于该地的大气压强．

③在确定液体内部的气体的压强时，必须计算液面上的大气压强．

或

④凡遇到压强相加或相减时，应注意统一单位．

（三）例题讲解

1、首先对书中例题进行分析：针对水银柱的不同运动情况让学生分组讨论分析．

2、参考“典型例题”，

教师可以将例题1扩展：为了更好的研究不同运动情况下封闭气体的压强，可以通过研究气缸与活塞的运动，假定气缸有竖直向上或竖直向下或水平向左或水平向右的加速a情况下，计算封闭活塞中的气体的压强，最后总结出各种情况下计算压强的方法．

4、状态及状态变化——对应关系

（1）状态：对一定质量的气体来说，如果温度、体积和压强都不变，我们就说气体处于一定的状态中．

（2）状态变化：如果发生变化，我们就说气体的状态发生了变化．

教师强调：一定质量的气体发生状态变化时，至少有两个状态参量发生变化，不可能只有一个状态参量变，而其他两个状态参量不变，这一章的后面就是研究气体在发生状态变化时，状态参量之间的关系．

（四）总结、扩展

1、描述一定质量的有温度、体积和压强，气体处于一定的状态，对应一定的状态参量，即状态及状态参量是—一对应的，气体发生状态变化时，其状态参量也随之发生变化，状态参量的变化存在一定的规律——气体状态方程．

2、各种情况下气体压强的计算，可以用以前学过的规律（平衡条件、牛顿第二定律）用力学观点求解．

3、气体状态参量可作为物理论学综合题的结合点．

（五）解决课后练习，布置作业

气体的状态参量【荐】

教学目标

知识目标

1、知道气体的温度、体积、压强是描述气体状态的状态参量，理解描述状态的三个参量的意义．

2、在知道温度物理意义的基础上；知道热力学温度及单位；知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会进行换算．

3、知道气体的体积及其单位．并理解气体的压强是怎样产生的，能运用分子动理论进行解释；知道气体压强的单位并能进行单位换算；会计算各种情况下气体的压强．

能力目标

1、运用所学的力学及运动学知识计算各种情况下气体的压强，总结出求解气体压强的方法．明确气体的状态及状态参量是—一对应的关系．

情感目标

培养学生的分析、解决问题的能力及综合应用所学知识解决实际问题的能力．

教学建议

教材分析

气体压强的概念及计算是本节的重点，关于压强的产生，教材在本章第五节分子动理论中——对气体压强产生做了详细的介绍，而运用示例来讲解压强的计算，例题中分析了被水银柱封闭的空气柱在三种放置状态时的压强求解，利用前面所学的力学知识，分析水银柱受力的平衡条件，得到了气体压强值，教学时，注意让学生在复习初中内容的基础上，观察演示实验，讨论压强计算的公式并进行必要的练习，着重解决一下“气体的压强”问题，为以后的几节学习扫清障碍．

教法建议

针对本章的重点——气体压强的计算，通过以前学过的固体和液体的压强知识来理解气体压强的概念；用力学观点来计算气体的压强，把力学和热学联系起来．

教学设计方案

教学用具：压强计

教学整体设计：教师引导学生复习压强、力平衡、牛顿定律等力学知识引入气体压强等热学参量，再让学生做实验掌握气体压强的测量，通过例题讲解使学生掌握气体压强的求法．

教学目标完成过程：

（一）课堂引入

教师讲解：在前面一章中，我们主要研究了物质的三种存在状态：气、液、固中的两种——固体和液体，由于气体分子排布的特点，使得气体分子具有一些特有的性质，今天，我们便开始研究气体．

（二）新课讲解

教师讲解：为了描述我们的研究对象，针对气体的热学特性，我们用体积、压强和温度物理量等来标识气体，这几个用来描述气体状态的物理量叫做．

1、温度（T）

温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子平均动能的标志．

（1）测量：用温度计来测量．

（2）温标：温度的数值表示法．

①摄氏温标：规定在1atm下冰水混合物的温度为0℃，沸水的温度为11℃，中间分成100等份，每一份为1℃，通常用t表示，单位为摄氏度（℃）．

②热力学温标：规定－273.15℃为零开，每1开等于1℃，通常用T表示，单位为开尔文（K）．

③两种温标的关系：

教师强调：一般题目所给的温度都为摄氏温度，但计算时一般用热力学温度，最后结果应转化为摄氏温度．

2、体积（V）

气体的体积就是指气体分子所充满的容器间体积，即为容器的容积．

教师强调：这个容积不是分子本身的体积之和，气体分子间有很大的间隙，容积变化，气体的体积也随之变化．

气体的单位有：等，它们间的换算关系为：

教师强调：若气体封闭在粗细均匀的容器中，体积通常可用其长度来表示，但切勿误认为长度单位就是体积的单位．

3、压强（p）

气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强，它是由大量气体分子在热运动中频繁地碰撞器壁而产生的，它的大小决定于气体的密度和气体分子的平均动能．

压强的单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：

演示实验：观察压强计，理解其原理，并用压强计测气体的压强．

教师强调：

①气体对容器的压强和器壁给予气体的压强是相等的，因此在很多情况下，只要直接计算外界加于气体的压强，就可以知道气体本身的压强．

②在开口的容器中，不管气体温度如何变化，气体的压强总是等于该地的大气压强．

③在确定液体内部的气体的压强时，必须计算液面上的大气压强．

或

④凡遇到压强相加或相减时，应注意统一单位．

（三）例题讲解

1、首先对书中例题进行分析：针对水银柱的不同运动情况让学生分组讨论分析．

2、参考“典型例题”，

教师可以将例题1扩展：为了更好的研究不同运动情况下封闭气体的压强，可以通过研究气缸与活塞的运动，假定气缸有竖直向上或竖直向下或水平向左或水平向右的加速a情况下，计算封闭活塞中的气体的压强，最后总结出各种情况下计算压强的方法．

4、状态及状态变化——对应关系

（1）状态：对一定质量的气体来说，如果温度、体积和压强都不变，我们就说气体处于一定的状态中．

（2）状态变化：如果发生变化，我们就说气体的状态发生了变化．

教师强调：一定质量的气体发生状态变化时，至少有两个状态参量发生变化，不可能只有一个状态参量变，而其他两个状态参量不变，这一章的后面就是研究气体在发生状态变化时，状态参量之间的关系．

（四）总结、扩展

1、描述一定质量的有温度、体积和压强，气体处于一定的状态，对应一定的状态参量，即状态及状态参量是—一对应的，气体发生状态变化时，其状态参量也随之发生变化，状态参量的变化存在一定的规律——气体状态方程．

2、各种情况下气体压强的计算，可以用以前学过的规律（平衡条件、牛顿第二定律）用力学观点求解．

3、气体状态参量可作为物理论学综合题的结合点．

（五）解决课后练习，布置作业

理想气体状态方程（）

理想气体的状态方程

一、教学目标

1、知识目标：

（1）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。

2、能力目标

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。

3、情感目标

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。

二、重点、难点分析

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。

三、教具

1、投影幻灯机、书写用投影片。

2、气体定律实验器、烧杯、温度计等。

四、主要教学过程

（一）引入新课

玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时，压强与体积变化所遵循的规律，而查理定律是一定质量的气体在体积不变时，压强与温度变化时所遵循的规律，即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律，若三个状态参量都发生变化时，应遵循什么样的规律呢？这就是我们今天这节课要学习的主要问题。

（二）教学过程设计

1、关于“理想气体”概念的教学

设问：

（1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它们是物理理论推导出来的还是由

实验总结归纳得出来的？答案是：由实验总结归纳得出的。

（2）这两个定律是在什么条件下通过实验得到的？老师引导学生知道是在温度不太低（与常温比较）和压强不太大（与大气压强相比）的条件得出的。

老师讲解：在初中我们就学过使常温常压下呈气态的物质（如氧气、氢气等）液化的方法是降低温度和增大压强。这就是说，当温度足够低或压强足够大时，任何气体都被液化了，

当然也不遵循反映气体状态变化的玻意耳定律和查理定律了。而且实验事实也证明：在较低温度或较大压强下，气体即使未被液化，它们的实验数据也与玻意耳定律或查理定律计算出的数据有较大的误差。

出示投影片（1）：

p

（Pa）

pV值（PaL）

空气

1

100

200

500

1000

1.000

1.0690

1.1380

1.3565

1.7200

1.000

0.9941

1.0483

1.3900

2.0685

1.000

0.9265

0.9140

1.1560

1.7355

1.000

0.9730

1.0100

1.3400

1.9920

说明讲解：投影片（l）所示是在温度为0℃，压强为Pa的条件下取1L几种常见实际气体保持温度不变时，在不同压强下用实验测出的pV乘积值。从表中可看出在压强为Pa至Pa之间时，实验结果与玻意耳定律计算值，近似相等，当压强为Pa时，玻意耳定律就完全不适用了。

这说明实际气体只有在一定温度和一定压强范围内才能近似地遵循玻意耳定律和查理定律。而且不同的实际气体适用的温度范围和压强范围也是各不相同的。为了研究方便，我们假设这样一种气体，它在任何温度和任何压强下都能严格地遵循玻意耳定律和查理定律。我们把这样的气体叫做“理想气体”。（板书“理想气体”概念意义。）

2．推导理想气体状态方程

前面已经学过，对于一定质量的理想气体的状态可用三个状态参量p、V、T来描述，且知道这三个状态参量中只有一个变而另外两个参量保持不变的情况是不会发生的。换句话说：若其中任意两个参量确定之后，第三个参量一定有唯一确定的值。它们共同表征一定质量理想气体的唯一确定的一个状态。根据这一思想，我们假定一定质量的理想气体在开始状态时各状态参量为（），经过某变化过程，到末状态时各状态参量变为（），这中间的变化过程可以是各种各样的，现假设有两种过程：

第一种：从（）先等温并使其体积变为，压强随之变为，此中间状态为（）再等容并使其温度变为，则其压强一定变为，则末状态（）。

第二种：从（）先等容并使其温度变为，则压强随之变为，此中间状态为（），再等温并使其体积变为，则压强也一定变为，也到末状态（），如投影片所示。

出示投影片（2）：

将全班同学分为两大组，根据玻意耳定律和查理定律，分别按两种过程，自己推导理想气体状态过程。（即要求找出与间的等量关系。）

基本方法是：解联立方程或消去中间状态参量或均可得到：

这就是理想气体状态方程。它说明：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。

3．推导并验证盖·吕萨克定律

设问：（1）若上述理想气体状态方程中，，方程形式变化成怎样的形式？

答案：或

（2）本身说明气体状态变化有什么特点？

答案：说明等效地看作气体做等压变化。（即压强保持不变的变化）

由此可得出结论：当压强不变时，一定质量的理想气体的体积与热力学温度成正比。

这个结论最初是法国科学家盖·吕萨克在研究气体膨胀的实验中得到的，也叫盖·吕萨克定律。它也属于实验定律。当今可以设计多种实验方法来验证这一结论。今天我们利用在验证玻意耳定律中用过的气体定律实验器来验证这一定律。

演示实验：实验装置如图所示，此实验保持压强不变，只是利用改变烧杯中的水温来确定三个温度状态，这可从温度计上读出，再分别换算成热力学温度，再利用气体实验器上的刻度值作为达热平衡时，被封闭气体的体积值，分别为，填入下表：

出示投影幻灯片（3）：

然后让学生用计算器迅速算出、、，只要读数精确，则这几个值会近似相等，从而证明了盖·吕萨克定律。

4．课堂练习

出示投影幻灯片（4），显示例题（1）：

例题一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758毫米汞柱时，这个水银气压计的读数为738毫米汞柱，此时管中水银面距管顶80毫米，当温度降至－3℃时，这个气压计的读数为743毫米汞柱，求此时的实际大气压值为多少毫米汞柱？

教师引导学生按以下步骤解答此题：

（1）该题研究对象是什么？

答案：混入水银气压计中的空气。

（2）画出该题两个状态的示意图：

（3）分别写出两个状态的状态参量：

（S是管的横截面积）。

（4）将数据代入理想气体状态方程：

得

解得

（三）课堂小结

1．在任何温度和任何压强下都能严格遵循气体实验定律的气体叫理想气体。

2．理想气体状态方程为：

3．盖·吕萨克定律是指：一定质量的气体在压强不变的条件下，它的体积与热力学温度成正比。

五、说明

1．“理想气体”如同力学中的“质点”、“弹簧振子”一样，是一种理想的物理模型，是一种重要的物理研究方法。对“理想气体”研究得出的规律在很大温度范围和压强范围内都能适用于实际气体，因此它是有很大实际意义的。

2．本节课设计的验证盖·吕萨克定律的实验用的是温州师院教学仪器厂制造的J2261型气体定律实验器；实验中确定的三个温度状态应相对较稳定（即变化不能太快）以便于被研究气体与烧杯中的水能达稳定的热平衡状态，使读数较为准确。建议选当时的室温为，冰水混合物的温度，即0℃或0℃附近的温度为，保持沸腾状态的温度，即100℃或接近100℃为。这需要教师在课前作充分的准备，才能保证在课堂得出较理想的结论。作者做的一组实验值如下表所示，供参考。

室温℃

℃

℃

K

K

K

本文网址：http://m.jk251.com/jiaoan/11970.html