（高一物理）第11章第05节压强教案04 人教版（通用）

1、气体的状态和状态参量 一、教学目标1在物理知识方面要求：（1）知道气体的温度、体积和压强是描述气体状态的状态参量；（2）理解气体的温度、体积和压强的物理意义；（3）知道气体的庆强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的；（4）会用水很庆强计测量密闭气体的压强；（5）会计算气体的压强。二、重点、难点分析1.会计算气体的压强，会用水银压强计测定气体的压强。2正确确定密闭气体的压强是难点，特别是U形管中气体的任强。三、教具:演示气体压强的大小：水银气压计四、主要教学过程（）引入新课在研究机械运动时，物体的位置、速度确定了，物体的运动状态就确定了。当研究对象转换为气体时，描述气体的状态，显然不能再用位置、速

2、度这样的物理量了。但是也应该用一些物理量来描述气体所处的状态，那么应该用什么物理量来描述气体的状态呢？这就是气体的温度气体压强，我们把这些物理量叫做气体的状态参量。对于一定质量的某种气体，描述其状态的物理量有温度、体积和压强。一温度1 物理意义宏观：温度表示物体的冷热程度。微观：温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度；温度是物体分子平均动能的标志。2 温度与温标温标即温度的数值表示法。辨别物体的冷热程度，常常是凭我们人的主观感觉，我们感觉热，物体温度就高，感觉冷，物体温度就低，但是只凭主观感觉不行，不能定量准确描述物体的温度，而且容易造成错觉，例如：我们冬天和夏天都把手放进200C的水中，

3、但感觉温度不一样。但我们知道这是错误的，因此要准确定量描述物体的温度，就必须建立温标，所谓温标就是温度的表示方法。（1）摄氏温标摄氏温度t，它的单位是摄氏度，符号是。强调：摄氏温度的零度是取标准状态下冰水混合物的温度为零度。华氏温标华氏温度（一句话带过）（2）热力学温标热力学温度T（国际单位）若我们建立一个新的温标，把2730作为这种温标的零度，这种温标就叫热力雪温标。热力学温标（绝对温标）：把-273 作为零度。这种温标是英国科学家威廉汤姆孙（开尔文）（1824 1907）创立的，叫做热力学温标（或绝对温标），用热力学温标表示的温度，叫做热力学温度（或绝对温度）。热力学温度的零度是-2731

4、5 ，叫做绝对零度，通常取绝对零度为-273。热力学温度是国际单位制中七个基本量之一，用符号T 表示。它的单位是开尔文，简称开，符号是K。（3）热力学温度T与摄氏温度t的关系： T=t273 t=T热力学温度每一度的大小与摄氏温度相同，只是零点起点不同。摄式温度升高50，热力学温度就升高5K。（1）100C K 10K= 0C；270C K； 27K= 0C；2730C= 273K 0C；（2）若t=400C，则T= K；若T=25K，则t= 0。（3）某人体温是36.50，也可以说体温为 K；此人体温升高150，也可以说体温升高了 K。（4） 热力学温度的零度即0K（或一273.150C）叫

5、绝对零度，它表示在宇宙中只能无限接近，但不可能达到的低温的极限。（因为分子运动不可能停息）二 气体的体积（V）1 气体体积是指气体分子充满的空间，即容器的容积。一定质量的气体，它既没有一定的形状，也没有一定的体积，不论容器的容积有多大，它都能充满整个容器。气体的体积总是等于盛放它的容器的容积2 这个容积不是气体分子本身的体积之和，气体分子之间是有空隙的。3 气体的体积用字母V表示。4 国际单位制单位m3、dm3、cm31L=103m3=ldm3三 气体的压强用打气筒把空气打到自行车的车胎里去，会把车胎胀得很硬，就是因为空气对车胎有压力而造成的。这是为什么呢？这是因为打进去的气体对车胎的压力造成

6、的，这说明气体存在着压强，那么气体的压强是怎样产生的呢？1 产生原因：举例1用一小把针刺手心，随着针刺频率的增加，手心的感觉会有什么变化？举例2气体分子运动模拟实验器，定性模拟大量气体分子频繁地碰撞器壁发生持续的均匀压力，形成对盟壁的压强。举例3大量密集的雨点接连不断地打在雨伞上，对伞面产生一个持续的压力。在对上述举例讨论、观察后，引导学生归纳出气体压强的产生原因；容器中的气体分子，在不停的做无规则运动，因此要不断地撞击器壁，对器壁施加一个压力，从单个分子来看，给器壁的冲力很小，作用时间也很短，但是大量气体分子对器壁的频繁碰撞，形成了对器壁一个持续的均匀的压力，所以气体产生的原因是大量分子对器

7、壁的频繁碰撞。2 气体压强的大小决定因素（引导学生进行分析、归纳）分子的密度（单位体积内的分子数）分子密度越大，在单位时间内器壁的单位面积上受到的分子撞击次数就越多，产生的压强也就越大。而气体的分子密度由气体的摩尔数和气体的体积所决定。分子的平均速率分子运动越剧烈，平均速率越大，那么在单位时间内器壁单位面积上受到分子撞击的次数越多，而且每次撞击的作用也越大，气体的压强也就越大。而气体分子的平均速率是由气体的温度反映的。结论：对于一定质量的气体，体积和温度是决定气体压强的因素。强调：大气压强是怎样产生的？（1）实验和理论证明：大气层中的气体，其单位体积内的分子数是随高度而递减的；大气层中不同高度

8、的气体，分子密度不同和温度不同，产生的大气压强也就不同；分子的频繁碰撞大气压强产生的原因。（2）初中讲法：是由大气的重量产生的，并没有指明本质原因。3 气体压强等于接触面(如器壁)单位面积上受到的气体压力，P=F/S4 单位:帕斯卡，简称帕，符号是Pa 。1 帕=1 牛/米2cmHg mmHg1标准大气压（atm）=760 mmHg =10米水柱=1.0105Pa5 压强的测量复习：怎样测量大气压？托里拆利实验拿一根一米左右长的一端封闭的玻璃管，在管内灌满水银，然后用食指堵住开口的一端，把管倒立在水银槽内，放开食指，管内的水银面就下降，当管内的水银面降到比管外的水银面大约高76厘米时，就不再下

9、降了。水银柱产生的压强就等于大气压，这是为什么呢？复习连通器原理：在托里拆利管内可以找到一个与水银槽中水银面夏天的一个平面压强平衡面S，该面受到水银柱产生向下的压强P，和水银槽中水银传递而来的向上的大气压P0，因为该面处于静止状态，上下压力相等，PS=P0S，所以，水银柱产生的压强就等于大气压。（自己一定明确液面平衡法实际上是对水银柱受力分析得到的，对水银柱受力分析：P0S=G，P0=G/S=gh）大气压P0=gh=1.01105牛顿/米2=1.01105Pa若使玻璃管倾斜，进到管里的水银就多一些，尽管这时水银管内的水银长度增加了，但管内外水银面的高度差不变，所以应该注意P=gh中的h是指竖直

10、高度。若玻璃管内混有少量气体，会怎样呢？气体会产生一定的压强，因此竖直高度h会降低。（1）用水银压强计测容器中气体的压强我们周围的大气总有一个确定的压强值，所以我们常可采用与大气压强相比较的方法，来测量容器中的气体压强。图所示的水银压强计就是这样的一种装置。这里用P0表示大气压强，P表示容器中气体的压强，h表示两个水银面的高度差，Ph表示高度为h的水银柱产生的压强，引导学生写出数学表达式：测量时，可将水银压强计竖直放置，并将容器和它的U 形管的一臂相连通。如果水银压强计两臂内水银面高度相等，表明容器中的气体压强p等于大气压强p0，即p=p0如果水银压强计两臂内水银面的高度差为h，与容器连通的一

11、个臂内水银面高度较低，表明容器内的气体压强p 大于大气压强p0 ，气体的压强等于大气压p0加上这小段水银柱产生的压强ph，P=P=P0十Ph=p0 +gh，式中为水银密度.从本质理解：由最低液面（高度差下液面）做一个水平面截面S，该面受到向下的压力P0S，和水银柱产生的压力PhS，向上的压力为PS，该面处于平衡，所以P=P0十Ph=p0 +gh（自己一定明确液面平衡法实际上是对水银柱受力分析得到的）对水银柱受力分析：P0S+G=PhS，P= P0十G/S=P0十Ph=p0 +gh如果水银压强计两臂内水银面的高度差为h，与容器连通的一个臂内水银面较高，表明容器内的气体压强p 小于大气压强p0 ，

12、气体的压强p加上这小段水银柱产生的压强ph 等于大气压p0 ，即pph =p 0 ，即P=P0Ph=p0 gh总结（背过）：玻璃管开口向上，P=P0+Ph玻璃管开口向上，P=P0Ph（2）用指针式金属压强计测量盛放在贮气筒里的压缩空气和盛放在钢瓶里的氧气或氢气的压强，通常用上一章中图111 所示的指针式金属压强计直接显示。四 气体的状态与状态的变化（1）对于一定质量的气体，如果温度、体积和压强都不变，就说气体处于一定的状态中。（2）如果三个量都变了，或其中两个量变了，就说气体的状态变了。（3）三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生。一定质量的气体，它的温度、体积和压强这三个量的变化是互相关联的。把一定质量的气体压缩到钢筒里，气体的体积缩小，同时压强增大，温度