气体的等温变化_教案

第一节 气体的等温变化教案教学目标：1理解一定质量的气体在温度不变下压强与体积的关系；2会通过实验的手段研究问题探索物理规律；3通过对实验数据的分析与评估，培养学生严谨的科学态度；4能利用波意耳定律处理有关问题。重点：会用波意耳定律解决实际问题。难点：如何设计等温变化的实验。教法：诱导学习法教学内容：一、引入：物体存在有三种形式：固体液体和气体，这一点我们可利用刚学习的分子动理论来解释。首先我们来研究气体的性质。为了描述气体的性质，首先要引入几个状态参量，为描述气体的几何性质引入体积，为描述气体的热学性质引入温度，为描述力学性质引入压强。并且实践表明气体的状态只与着三种状态有关系，那么它们之间竟就有怎样的关系，是我们这一章所研究的主要内容。要想研究三个变量之间的关系，我们需要用到一个特殊的方法：控制变量法。即先保持一个量不变，研究其余两个量的相互关系：再保持另一个量不变，看其他两个量的关系，最后把结论总结起来推出三个量之间的关系。我们在研究牛顿第二定律是就用到了这个方法。这一节我们首先学习对一定质量的气体，当温度不变的情况下，压强随体积的变化关系，我们把它叫做等温变化。二、实验探究1由于研究的是一定质量的气体，则我们可以选取封闭的气体作为研究对象，注意实验过程不能漏气。实践表明，当气体状态缓慢变化时，封闭的气体与外界空间构成动态的热平衡，我们认为外界温度不变，则气体的温度也保持不变。所以实验过程我们要注意过程要缓慢进行。当水中的气泡从水底升到水面上过程中我们发现压强在减小，体积在增大。根据这样的实践经验我们可以猜测压强岁体积的增大而减小，可能成反比关系。2实验设计实验的体积非常容易测得，关键是如何测量压强。压强的测量有好多方法，比如我们可以在封闭气体的活塞上改变砝码的数量来改变压强。课本是用压力表直接来测量压强。注意不加压力是他显示的压强即为大气压强。但这样做存在误差，因为没有考虑压力表和活塞本身产生的压强。将压力表固定在注射器的活塞上，注射器的下端用橡皮塞塞住，并且在活塞上涂上润滑头避免摩擦，更重要的是避免气体泄漏。缓慢推动压力表，记下几组pV值。3数据处理A计算法：看pV是否等于定值。B作图法：作出pV图像，发现是一条曲线，不便确定pV的函数关系。这时我们需要改变横坐标，将曲线转变为直线。当把横坐标用1/V来表示时，就会发现数据在过原点的一条直线上。则表示pV成反比关系。4注意事项A注射器下端要用橡皮塞封闭，活塞涂上润滑油防止漏气：B缓慢推动注射器，保持气体温度不变：C多记几组数据减小偶然误差。三、波意耳定律英国科学家波意耳和法国科学家马略特在十七世纪就发现了这一定律，物理学将其命名为波意耳定律。1内容：一定质量的物体，在温度保持不变的情况下，气体的压强与体积成正比关系。2公式：pV=CC由气体的质量，种类，温度决定或 p1V1= p2V2p1V1，p2V2分别表示等温变化中某两个状态对应的压强和温度。3pV图像虽然不能直观反映压强随温度变化的函数关系，但可以清楚表示压强随温度的变化情况。我们画出等温下的pV图像是一条曲线，曲线表示的温度是相同的，我们叫做等温线。同一气体的两条等温线，如何比较温度的搞定哪？学生思考后回答：根据pV=C，C与温度有关系，当体积相同时温度高的压强大。即做等容线分析解答。四、练习处理例1某容器的容积是5L，里面所装的气体的压强为1106pa，如果温度保持不变，把容器开关打开以后，容器剩下的气体是原来的百分之几？外界压强为1105pa点拨：以原来气体为研究对象，求出压强改变后体积应为多少。例2 长度为19cm的水银柱封闭一段15cm空气柱，现在将玻璃管有开口向上放置转到开口向下放置，此时水银没有溢出，被封闭气体的长度为多长？点拨：封闭气体的压强可以对封闭气体的液柱做受力分析来解决五、板书设计1气体的性质用控制变量法探究PVT之间的关系2等温变化一定质量的气体，保持温度不变，气体压强随体积的变化3实验探究A实