教学设计 气体的等容变化

教学设计教材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。学情分析根据学生的情况，在教学上，可以通过演示实验，得出一定质量的气体在体积不变的情况下P-T图线，从而探讨压强与温度的关系。三、教学目标1、知识与技能：（1）知道什么是气体的等容变化过程；

（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；

（3）知道查理定律的适用条件；

（4）会用分子动理论解释查理定律。

过程与方法：通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力。

情感、态度与价值观：培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律。

四、教学重难点

（1）查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点；

（2）气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。五、教学教具带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。

教学过程（一）新课引入（5分钟）我：同学们，我们今天进入新的内容的学习。在进入新课之前，我问一下大家，如果老师给你提供一个气球和一个杯子，大家能用什么方法，让气球把杯子提起了呢？大家思考一下。(学生讨论回答）我：老师这里有一个方法能让杯子把气球提起来，我们来实验一下行不行。我准备了一个气球，两个相同的杯子，一些热水和一些冷水，我请一位同学上台来帮老师完成这个实验，有谁愿意？（同学上台）我：现在请这位同学将冷水倒入一个杯子中，（等待十秒），把杯子里的水倒掉，将杯子倒扣在气球上，你们猜，杯子能把气球提起来吗？(学生回答能或不能）我：请这位同学送开扶住气球的手，看能把气球提起来吗。（不能）我：我们再请这位同学往另一个杯子里倒一杯热水，（等待十秒），把杯子里面的热水倒掉，再将用热水处理过的杯子倒扣在气球上，你们猜，这次气球能被吸起来吗？（学生回答能或者不能）我：我听见有的同学说能，有的同学说不能。那好，接下来，就是见证奇迹的时刻了，大家睁大眼睛注意观察。请这位同学松开扶住气球的手，慢慢用一只手将杯子往上提。（气球被提起来了）我：大家也看到了，气球被提起来了，这是为什么呢？学习完本节课就能解决这个问题了，让我们走进本节课的学习吧。（板书：气体的等容变化）（二）新课教学（5分钟）我：从刚才的实验可以看出，用冷水处理过的杯子，不会将气球吸起来，而用热水处理过的杯子，却能将气球吸起来。我们观察这两个杯子有什么不同有什么相同？从杯子盖上气球的时刻算起。（学生回答：温度不同，体积相同）我：对，是两个杯子的温度不同，我们也学习过大气压强的内容，知道杯子能把气球吸起来是因为气球内大气压强大于还是小于杯子内的大气压强？（学生回答：大于）我：对，不管用冷水还是热水处理过的杯子，实验前后体积都是一样和温度都发生了改变。用热水处理过的杯子能把气球吸起来是因为杯子在扣在气球上之后，由于杯子内的温度降低，杯子内的气压也降低，产生压强差，所以才会被吸起来，而被冷水处理过的杯子，由于扣在气球上之后，杯子内的温度不会发生改变，体积也不发生改变，压强也不会发生改变，所以不能把气球吸起来。我：我们物理学中，将一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强随温度的变化叫做等容变化。我：大家上节课已经学习过等温变化了，谁能告诉我等温变化中，压强与体积成什么关系？（学生回答：反比）我：那我们猜测一下，等容变化中，压强与温度又成什么关系呢？（学生有的说反比，有的说正比）我：我听到有人说反比，有人说正比。那我们就用实验来验证一下。（三）实验过程（15分钟）第一、将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。（请学生估测发生的现象）现象：烧瓶中气体体积减小，B管中水银面上升，A管中水银面下降。气体压强减小。措施：请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。记下此时A、B管中水银面的高度差。第二、将烧瓶完全置于冰水混合物中。（请学生估测发生的现象）现象：烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于A管中水银面，但A、B两管中水银面高度差减少。措施：仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。记下此时A、B管中水银面的高度差。第四、将烧瓶完全置于30℃的温水中。（请学生估测发生的现象）现象：B管中水银面低于标记位置，A管中水银面高于标记位置。措施：请学生讨论应怎样移动A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。记下此时A、B管中水银面的高度差。第五、将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中，60℃、75℃的热水中，重复上述过程。（四）实验数据表格：实验次数123456气体温度(℃)－20030456075气体压强mmHgp0=

mmHg

室温

℃请学生计算：（1）以0℃气体压强为参照，气体温度每升高1℃，增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。（2）以0℃气体压强为参照，气体温度每降低1℃，减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。(五)图象（以实际实验数据为准，此处仅为示意图）由此图象，可写出如下方程：p=p0+kt其中k为斜率，精确的实验指出t外推=-273℃。（六）实验结论—查理定律（25分钟）1、查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，热力学温度与压强成正比。而公式表达有两个形势，（板书）我：同学们要特别注意下，这里的T是热力学温度而不是摄氏温度，在做题的时候注意看清题目给的是摄氏温度还是热力学温度。1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从查理定律。2、适用条件：①温度不太低；②压强不太大。微观解释：请学生自学课本。我：我们根据查理定律的表达式，可以看出，当一定质量的气体，在体积不变的情况下，升高（降低）相同的温度，由于成正比，所以它升高（降低）的压强也是一定的。（根据刚才同学们实验得到的图像，得出等容线）3、等容线（1）一定质量的某种气体，在等容变化过程中，热力学温度T和气体压强P的正比关系P-T图。（2）一定质量的等容线P-T图像，其延长线经过坐标原点。斜率反应体积大小。如图所示：4、等容线的物理意义(1)图线上每一个点表示气体一个确定的状态,同一条等容线上各状态的体积相同。(2)不同体积下的等容线,斜率