2.3 气体的等压变化和等容变化（第1课时）（教学设计）高中物理（人教版2019选择性必修第三册）.docx

第3节第1课时气体的等压变化和等容变化

教学设计

备课人

学科

物理

课题

气体的等压变化和等容变化

教学内容分析

本节介绍查理定律，要使学生了解一定质量的气体在保持体积不变时温度与压强的关系，知道通过对等容变化的P-T图线“外推”所得到气体在压强威灵时对应温度的意义。对于查理定律与盖.吕萨克定律，教学时只做一般了解，不要求用它去解决复杂的问题。

学情分析

学生知道控制变量法研究物理量与多个因素的关系，研究气体等压变化和等容变化用到了相同的物理思想。学生了解压强的产生和影响因素，从微观角度利用分子动理论解释气体的实验定律。

教学目标

物理观念：理解一定质量的气体，在压强不变的情况下气体体积和温度的关系；会用盖吕萨克定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题；

理解一定质量的气体，在体积不变的情况下气体压强和温度的关系；会用查理定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。

科学思维：从有序设计的一系列问题和实验，通过模型建构和科学推理，得出等温变化的规律。

科学探究：能基于观察和实验提出问题、形成猜想，设计实验验证猜想并综合分析实验证据，得出气体等温变化的规律。

科学态度与责任：在实验过程中保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或想法，并且能正确表达自己的观点。

教学重难点

重点:气体的等温变化规律的探究；理解玻意耳定律，会用玻意耳定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。

难点:气体的等温变化规律的探究。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

新课导入

问题：烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么?

液体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。

用生活现象引入课题，激发学习兴趣，增加学生对本节课内容的亲近感，激发探究欲望，体验物理学科与生活紧密联系。

新课教学

一、气体的等压变化

1、等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化.

猜想：在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？

实验视频

等压图像：

法国科学家盖—吕萨克通过实验发现：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T之间呈线性关系，把它盖—吕萨克定律。

结论：当压强不太大，温度不太低时，一定质量的气体，在压强不变时，体积V和温度T成正比.

盖—吕萨克定律

2、盖—吕萨克定律内容

一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。即T?T

3.公式表述：

式中V1、T1表示气体在1（初态）、V2、T2表示2（末态）

4.适用范围：①温度不太低（与室温相比）

压强不太大（与大气压相比）

②气体的质量和体积都不变。

推论：

一定质量的气体，在压强不变的条件下，体积的变化量?V与热力学温度的变化量?T?（等于摄氏温度变化量?t）成正比。

注意：V与热力学温度T成正比，不与摄氏温度t成正比，但体积的变化?V与摄氏温度?t的变化成正比。?V??t(?T)

盖·吕萨克生平介绍：

盖·吕萨克1778年9月6日生于圣·莱昂特。1800年毕业于巴黎理工学校.1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁.

1802年，盖·吕萨克发现气体热膨胀定律(即盖·吕萨克定律)压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比.即V1/T1=V2/T2=……=C恒量.

其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意。直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视。早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”。

5．图像------等压线

（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积随温度变化关系的直线，叫做等压线。

(2)等压线的特点：一定质量的气体的V—T图线其延长线过坐标原点（过原点的倾斜直线）。

想一想：为什么Ｏ点附近用虚线？

答：热力学绝对零度不可能达到。

（3）V－T和V－t图像：

特点:

①一定质量的气体的V—T图线其延长线过坐标原点（过原点的倾斜直线），斜率反映压强大小。

②图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同。

③不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）。

④V－t图象：在等压变化过程中，体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小.图象纵轴的截距V0是气体在0℃时的体积.

⑤盖—吕萨克定律的微观解释:——实验定律

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