1.4 科学探究：气体压强与体积的关系公开课教案教学设计课件资料.pptxVIP

第一章分子动理论与气体实验定律第4节科学探究：气体压强与体积的关系

乒乓球在热水中恢复原状，本质是球内气体的温度、压强和体积在变化所导致的结果。如何让瘪掉的乒乓球复原？

对一定质量的气体，其宏观状态通常可用体积V、温度T和压强p这三个物理量来描述，这些描述系统状态的物理量称为系统的状态参量。一、气体的状态参量

气体的体积是指气体分子能够到达的空间，气体具有很强的流动性，它总能充满整个容器，因此，气体的体积通常就等于容器的容积。1、气体的体积温度是描述物体冷热程度的物理量，也是物体内分子平均动能的标志。2、气体的温度

如图所示，在玻璃筒内装入一些塑料小球代表气体分子，在小球上面放一轻质活塞，用电动机带动振动器使小球运动。当电动机启动后，活塞受小球的撞击，悬浮在一定的高度。改变电动机的转速，观察活塞高度的变化。保持电动机的转速不变，增加塑料小球的数目再观察活塞高度的变化。3、气体的压强气体分子对器壁碰撞产生压力，从而产生了压强，简称为气压。现象①活塞悬浮一定的高度②电机转速变大，小球速率增加、活塞悬浮高度越高③小球数量越多，小球撞击越频繁、活塞悬浮高度越高

现象①活塞悬浮一定的高度气体压强产生的微观解释塑料小球不断地撞击活塞，虽然每个塑料小球对活塞撞击的作用力是短暂的、不连续的，但频繁撞击就能在整体上表现为对活塞施加一个稳定的压力。对于活塞，其受到重力和小球的压力从而保持平衡状态。容器中的气体分子在做无规则运动时，容器壁受到分子的频繁撞击。每个分子撞击容器壁产生的力是短暂的、不连续的，但大量分子的频繁撞击，就会使容器壁受到一个稳定的压力，从而产生压强。

现象①活塞悬浮一定的高度气体压强产生的微观解释气体分子的运动是无规则的，气体分子向各个方向运动的概率相同，对容器壁各处的撞击效果也相同，因此气体对容器壁的压强处处相等

现象气体压强产生的微观解释小球碰撞活塞的速率增加，会导致活塞受到的压力变大。但实际上活塞上升了一定高度后依旧保持平衡状态。此时活塞受到小球的压力等于重力，但是由于总体积变大，单位体积内的小球数变小了。所以小球碰撞产生的压力与小球的速率和单位体积内的小球数都有关。②电机转速变大，小球速率增加、活塞高度越高气体的压强与气体温度和单位体积内的分子数有关，温度越高，单位体积内的分子数越多，气体的压强越大。

现象③小球数量越多，小球撞击越频繁、活塞高度越高气体压强产生的微观解释单位体积内的小球数量增多，导致对活塞的压力变大。活塞上升后体积变大，使得单位体积内的小球数量减小至初始状态，从而使活塞重新受力平衡。

小结：1、当气体温度升高时，高速率的气体分子数增多，整体上分子运动更加剧烈，分子撞击容器壁更剧烈，会导致气体的压强增大。2、如果单位体积内的分子数目增加，气体撞击器壁也会更频繁，也会使气体的压强增大。由此可见气体的压强与气体温度和单位体积内的分子数有关，温度越高，单位体积内的分子数越多，气体的压强越大。

温度变化体积变化压强变化气体的状态发生变化，通常是压强、温度和体积这三个物理量同时发生变化。如何研究三个物理量之间的关系？控制变量法

二、探究气体压强与体积的关系实验目的：探究一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的关系。实验原理与设计：①体积的测量②压强的测量

??????转换法?

?序号①0（两液面平齐）②70③105④140⑤175数据记录与处理：

数据分析：序号①0②70③105④140⑤175?

实验结论：在误差允许范围内，一定质量气体在等温条件下压强与体积成反比玻意耳定律

误差分析：乘积变小的可能原因：由于封闭气体压强大于外部大气压导致部分质量气体泄漏到外部，使得测量的体积偏小。利用压强传感器探究气体压强与体积的关系