高中物理人教版选择性必修第三册：《气体的等温变化》教学设计.docx

教学设计

课程基本信息

学科

物理

年级

高二

学期

春季

课题

2.2气体的等温变化

教学目标

物理观念∶知道玻意耳定律的内容，具有将玻意耳定律与实际相联系的意识。

科学思维∶从具体事物入手分析和解决问题。

科学探究：经历探究气体等温变化规律的实验过程，知道基本的实验原理。

科学态度与责任∶培养学生从具体事物入手的分析方法，提高学生综合运用知识来分析和解决实际问题的能力

教学重难点

教学重点：通过实验探究得出玻意耳定律的内容，并能进行简单运算。

教学难点：玻意耳定律的实际应用。

教学过程

一、新课引入

在庆典活动中放飞的气球，会飞到我们看不见的地方。随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀;打足气的自行车胎，在夏天气温升高时，压强增大，容易爆胎…看来，一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢?…

二、新课教学

知识准备：气体的等温变化

描述气体的状态变化的状态参量：

体积V，单位：Pa（帕斯卡）。

压强P，单位：L、mL等。

热力学温度T，单位：开尔文T=t＋273.15K

对一定质量的气体而言，如果这三个状态参量都不变，就可以说气体的状态不变，但如果有参量变了，那气体的状态就会发生改变。

问题：那这三者间会不会存在一定的关系呢？

一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积变化时的关系，可以称之为等温变化。

1622年英国化学家玻意耳通过实验得到一定质量的某种气体，在温度不变的情况下压强与体积成反比，即玻意耳定律。

（一）实验：探究气体等温变化的规律

1.实验思路

①研究对象：质量不变的空气柱

②实验操作：缓慢上下抽动柱塞可以改变气体的体积

2.物理量的测量

①如何测量空气柱的体积V？

然后你通过旁边的刻度时，可以读出空气柱的长度L，用它乘下底面积S就能求出气体体积V。

②如何测量空气柱的压强p？

从上面的压力表可以直接得到气体的压强P。

3.数据分析（列表、描点、连线）

一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V的乘积是常量，即P与V成反比

温度不变时压强与体积的关系压强和体积的倒数成正比

4.实验注意事项:

第一、为保证温度不变，气体体积的改变要缓慢进行，如果操作太快，就不是等温变化会影响结果的准确性。

第二、柱塞，事先要涂好润滑油，来保证装置的气密性。

第三，实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒，封闭气体会从人手中吸收热量，温度升高，那就不是等温变化。

第四、读取空气柱长度时，视线要与刻度线相平，以减小读数误差。

（二）玻意耳定律

1.玻意耳定律的内容

用实验探究了气体的等温变化规律，得出：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强与体积成反比。

2.表达式

用公式可以表示

PV=C

还可以写成

P1V1=P2V2

左右两边分别表示气体在初、末两个状态下了压强和体积，这个式子可是非常有用。这个规律最早是由英国科学家玻意耳发现，所以被称为玻意耳定律。

适用范围：温度不太低，压强不太大。

3.等温线：

①等温线是双曲线的一支。

②图中温度越高，C值也就越大，其等温线离原点越远。

课堂练习

例1：如图所示是一定质量的某气体状态变化的p－V图象，则下列说法正确的是(BCD)

A．气体做的是等温变化

B．气体的压强从A到B一直减小

C．气的体积从A到B一直增大

D．气体的三个状态参量一直都在变

解析：注意压强与体积的关系是曲线。

例2：一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。有两条等温线，哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗?请你尝试给出判断，并说明理由。

解析：图线温度越高，其等温线离原点越远。所以T2T1。

例3：一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压强相同。打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？

解析：研究对象：打完20次气后足球内的气体，假设气体的温度和球的体积均不发生变化，设大气压强为p0，则

初态：p1=p0V1=2.5+0.125×20=5L

末态：p2=？体积为打气后V2=2.5L

据玻意耳定律有：p1V1=p2V2

代入数据解得：p2=2p0

例4：水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740m