气体的等温变化.doc

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气体的等温变化

教

材

分

析

本节内容是在学习本章第一节描述热力学系统三个状态参量：体积V、压强P、温度T之后，学习气体的三个实验定律：等温变化的玻意耳定律、等压变化的盖-吕萨克定律、等容变化的查理定律中的第一个，具有承上启下的重要作用。既要认识到三个状态参量不是相互孤立而是相互联系的，其中的实验设计思想和数据分析方法又是学习后面两个实验定律的基础。在学习完三个气体实验定律的基础上，才能更好地理解和应用理想气体状态方程。

学

情

分

析

作为高中生，学生思考问题相对来说已经比较全面。能通过分析生活中的实例得到三个状态参量间的定性关系。而作为高中阶段的学习，需要从定性关系上升到定量关系，这就需要通过实验探究来完成。本节实验的控制变量设计思想、图像法的数据分析、猜想验证的分析方法等，学生在前面的如《实验：探究小车加速度与力和质量关系》等实验中都已经接触过并已基本掌握。所以学生学习本节内容是具有一定基础的。

设

计

思

想

基于以上两方面分析的原因，我对本节课的设计以实际情境为引入，以问题为引导，以实验探究为手段，让学生从感性认识提升到理性认识，得到本节课的重点，即气体等温变化的玻意耳定律。在充分认识和理解玻意耳定律的基础上，通过实例和习题训练对规律的应用，同时反过来促进提升对规律的认识和理解。

教

学

目

标

1.通过实例分析认识到三个状态参量是相互联系的；

2.通过实验探究掌握气体等温变化压强和体积的定量关系；

3.认识和理解玻意耳定律；

4.能运用玻意耳定律分析解决具体问题。

重难点

实验探究、数据分析、玻意耳定律的理解和应用

教学仪器

带刻度的注射器、压强传感器、数据采集器、多媒体电脑

教学过程

教学过程

教学过程

教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

设计意图

情境引入

庆典活动中放飞的气球最终去了哪里？

知识回顾

描述一个热力学系统的状态参量都有哪些？

几何参量——体积V

力学参量——压强P

热学参量——温度T

自主探究

1、举例说明，三个状态参量是孤立的还是相互联系的？

相互联系的

2、三个状态参量的定量关系是什么呢？三个变量该如何分析呢？

控制变量法

本节课咱们控制气体的温度不变，即让气体发生等温变化，探究压强与体积的关系。

一.实验探究——气体等温变化压强与体积的关系

1、实验仪器：带刻度的注射器、压强传感器、数据采集器

2、实验操作：依次改变气体体积，从数据采集器读出相应压强，并记录在表格内。

3、注意事项：

①探究一定量的气体，尽量不要漏气；

②缓慢推拉活塞、避免长时间握注射器，以免温度发生变化。

交流反馈——方法探究

得到原始数据后，如何直观反应压强P随体积V变化的规律呢？

图像法

数据分析

计算机辅助快速高效描绘压强随体积变化P—V图像

P—V图像是一条曲线，如何得到P与V的定量关系呢？

猜想验证

图像法验证压强P是否与体积V成反比

图像为过原点的直线

通过数据分析得到实验结论：

P∝1/V

二.玻意耳定律

1、内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。

2、条件：①②

3、表达式：

PV=C（常量）

或P1V1=P2V2

三.等温线

1、定义：描述等温变化的曲线。

2、特征：①形状为双曲线（其中一条）

②同一条曲线上各点温度相同。

3、同一个P——V坐标系内两条等温线温度比较。

T2T1

创造运用

1、结合本节课学习的内容，分析庆典活动中放飞的气球最终都去哪里了？

分析：随着气球不断升高，大气压强不断减小，气球体积不断膨胀。当膨胀超过气球所能承受的极限而发生爆炸，之后碎片掉落回地面。

2、一个气泡由湖面下20m深处缓慢上升到离湖面10m深处。若湖水各处的温度相同，则气泡的体积约变为原来体积的（）倍。

A.3B.2

C.1.5D.7/10

答案：选项C

不要忽略大气压的存在，大气压强约等于10m水深所产生的压强。

3、水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的示数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的示数为740mm水银柱时，实际大气压相当于多高水银柱产生的压强？假设温度保持不变。

解：

P1=P0-Ph1=18mmHg①

P1V1=P2V2即P1H1S=P2H2S②

化简得P1H1=P2H2③

易知H1=80mm,H2=90mm,代入③式得：