8.1_气体的等温变化.docVIP

§8.1 气体的等温变化 【教学目标】 （1）理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积的关系； （2）会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图像对实验数据进行处理与分析，体验科学探究过程； （3）理解气体等温变化的 p--V 图象的物理意义； （5）会用玻意耳定律计算有关的问题。 【教学重点】 通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p-V 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。 【教学难点】 学生对探究实验的设计是本节的难点。 【教学方法】 探究、讨论 【课时安排】 2课时 【教学过程】 （一）引入新课 师：在炎热的夏天，给自行车打气应注意什么？ 为什么（物理角度）？ 生活中还有哪些类似的实例？ 生：不要给自行车打的太足，防止爆胎。温度升高，压强增大，体积膨胀。 夏天啤酒不要放在阳光下，液化气的罐不要离灶太近。 师：描述气体的物理参量有哪些？ 生：温度、体积、压强。 师：有一个压瘪了的乒乓球没有破，同学们有什么办法让它恢复原判吗？ 能说明这样做的道理吗？ 生：乒乓球内的气体在温度升高时，内部气体的压强增大，气体的体积也增大。 [演示压燃实验] 师：这个现象能说明什么问题？ 生：压缩活塞中的气体，体积减小，压强增大，温度升高。 气体的温度、体积、压强之间存在一定的关系！ （二）新课教学 一、探究气体等温变化的规律 师：等温变化： 气体在温度不变的状态下，发生的变化叫做等温变化。 同学们认为一定质量的气体等温变化时，压强与体积之间存在什么关系？ 生：压强与体积成反比! 师：为什么不猜和体积的平方成反比呢？ 请同学们设计一个实验，验证一下自己的猜想。 生：可以用气压表量气压，用一个有刻度的注射器，改变体积量出气压，做图分析。 师：思考两个问题： 1、怎样保证气体的质量是一定的？ 2、怎样保证气体的温度是一定的？ 生：密封好；缓慢移活塞，筒不与手接触。 [学生活动]进行实验，采集数据记录在下表。 压强单位：KPa；体积单体：mL 环境温度：室温 顺序 1 2 3 4 5 体积 6 8 10 12 14 压强 1/V 数据分析：用计算机绘出P—V图像 师：体积和压强之间是什么关系？能确定吗？ 生：好象是反比关系，但不能确定。 师：能有什么办法确定吗？ 生：P=k/V,如果是反比关系，P—1/V图像是一条直线。 绘出P—1/V图像： 师：可以看出是一条直线，如果是正比，应该通过原点。它们之间不是正比关系，还是可能存在实验误差？ 生：理论分析，当V非常大时1/V等于零。气体为近似真空，压强应当为零，所以直线不过原点应当是实验误差。 师：误差的来源是什么？ 生：注射器与传感器相连部分的体积没有考虑。 师：那么如何能减小误差呢？ 生：应用容积较大的注射器。 （3）实验结论：实验数据表明： 一定质量的气体的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。 二、玻意耳定律 （1）定律内容表述之一 一定质量的气体的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。 数学表达式，设初态体积为V1，压强为p1；末态体积为V2，压强为p2。有： p1 V1 = p2 V2 （2）定律内容表述之二 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积的乘积是不变的。数学表达式，pV=恒量 例：一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变。 解： 初态? p1=1×105Pa V1=20L T1=T 末态? p2=？Pa V2=16L T2=T 由玻意耳定律? p1V1=p2V2 得：  三、气体等温变化的P-V图像 师：我们在探究一定质量气体压强跟体积关系的实验中，为了检验这两个物理量之间是否存在线性关系，可以建立P-1/V的坐标系。然而，为了直观地描述压强P跟体积V的关系，通常还是用P-V坐标系。 等温变化图象 1、特点: (1)等温线是双曲线的一支。 (2)温度越高,其等温线离原点越远. 师：同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？ 2、图象意义 (1)物理意义:反映压强随体积的变化关系 (2)点意义:每一组数据---反映某一状态 小结： 探究实验的一般思路 玻意耳定律 气体等温变化的 p--V 图象的物理意义 作业布置： 板书设计 一、探究气体等温变化的规律 一定质量的气体的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。 二、玻意耳定律 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积的乘积是成反比。 表达式，pV=C