《教学设计:气体的等温变化概要》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教学设计:气体的等温变化概要(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、 8.1 气体的等温变化教学目标:教学过程:一、引入: 吹气球比赛:准备两个空矿泉水瓶,两瓶内装有气球,气球口和矿泉水瓶口重合并固定,瓶A事先扎了小孔,瓶B完好无损。师:现在请两个同学来进行一场吹气球比赛,看看谁能把气球吹得更大。 活动进行 问:请参加比赛的同学说说看,在瓶子力吹气球时有什么不同的感觉呢? 关键词:吃力 困难问:请同学分析一下,为什么B瓶中气球比A瓶中的更难以吹鼓起来呢? A瓶漏气、B瓶中气球漏气师:可以利用身边资源进行验证一下,看看你的猜测是不是正确的。引导学生将A、B两瓶盖上盖子后压入水中,A瓶进了水,B瓶没有进水。说明A瓶漏气。向全体同学展示两瓶的验证结果,明确A瓶漏气,
2、故A瓶内气球更容易吹起来。总结性问题:现在请同学们根据已有的知识解释一下,为什么在密闭的瓶子中更难将气球吹鼓呢?引导学生回答: 密闭瓶子中本身装有有一定量气体,当瓶中气球胀大时,瓶中气体被压缩,瓶中气体压强变大,使得吹大的气球更加困难。而漏气的瓶中的气体由于和外界连通,气压始终等于外界大气压,故吹起气球就和平时无异。总结性问题2:这个比赛告诉我们,对于质量一定的气体,其压强跟什么因素有关呢?体积展示一颗完好的乒乓球,并用脚将它踩扁。(注意形变程度不能过大,必须保证能够恢复原状)师:这里有一颗被踩扁的乒乓球,大家能想想办法将它复原吗?将球泡在热水中,复原后像全体学生展示。问:哪位同学能给我们解释
3、一下热水能使乒乓球复原的原因呢?球内气体受热膨胀,将乒乓球体撑开。问:如果乒乓球被踩破了,还能使用热水复原吗?不能,受热膨胀,球内气体就从缝隙中溢出来,无法撑开乒乓球体。总结性问题3:由此可见,气体的体积、压强还跟什么因素有关呢?温度展示幻灯片:香槟酒、可乐瓶被摇晃后打开的瞬间、炎热夏天鼓胀的自行车轮胎。师:在生活中大家都有这样的经验,炎热的夏天会避免给自行车轮胎气加的太满的气,否则车轮会很容易发生爆胎。这是为什么呢?夏天温度较高,气体高温膨胀使得车轮内气压过大,发生爆胎。总结性问题4:综上所诉,要描述一定气体的状态时,我们必须要考虑到三个因素,分别是哪三个因素呢?温度、压强、体积。总结性问题
4、5:现在请同学们回到课前的比赛,你们在分析瓶中气体的状态变化时,考虑到了温度变化这个因素了吗?没有其实在刚才的分析中,不考虑温度的变化是一个明智的决定。问:为什么可以不考虑温度的变化呢?因为温度变化较小,可以认为恒等于室温。总结:在分析气体状态变化的过程中,如果物体膨胀、压缩的过程比较缓慢,这个时候我们可以认为气体的温度保持恒定。在温度保持恒定的情况下气体的状态变化,称为等温变化。也就是我们今天所要研究的内容。(引入课题)师:即一定质量的气体,在温度不变的情况下,研究其压强和体积的关系。用数学表达,就是(板书) M、T不变 研究 P、V的关系? 二、 新课进行1、 明确研究内容 问:今天我们就
5、要通过实验来探究,探究什么呢?一定质量的气体在温度保持恒定时,压强P和体积V之间的关系。2、 提出猜想 师:进行探究的第一步就是要提出猜想。 问:现在请大家根据已有经验,大胆的猜测一下,当气体的M和T不变时,P和V会有什么关系呢? 引导(板书): 1、压强P和体积V成反比,即 PV=C. 或P=C/V. 2、P与V的n次方反比,即 PVn=C P=C/Vn 3、设计探究方案师:请同学们开动脑筋,以小组的形式讨论,使用老师所在PPT上展示的实验器材设计一个实验方案进行探究。请从PPT上提供的几个问题进行展开。PPT展示: 双通塑胶导管 水 水银、刻度尺 圆柱形双通玻璃容器若干、单通玻璃容器若干、
6、橡皮塞 (均有配图)方案:1.如何保证M、T不变?2.怎么改变V和P?3.如何测出V和P的数值?4.如何处理实验数据?(学生讨论时间)师:现在,哪位小组的同学来展示一下小组的讨论结果呢?实验器材:单双通个圆柱形玻璃容器A、B各一个,两容器之间利用塑胶导管想通制成为连通器,在连通器中充入部分气体,使用水或者水银将气体密封在连通器内、刻度尺备用。1、用液体(水或水银)来密封一段气柱2、缓慢改变气柱的V、P来保证T不变3、利用水银或水的重力作用来改变气柱的压强P从而改变体积V4、V=SH,S为圆柱形容器的横截面积,在S一定的情况下,V可有H替代,气柱高度可以由刻度尺读出。5、通过连通器原理,连通器内
7、液面进行受力分析,根据平衡条件求得密封气体压强,需要先测出大气压P0.如图:6、数据处理:改变P、V测出若干组数据,制成实验表格。a、描点做出P-V图。若P、V成反比,则图像为双曲线。b、描点做出P-1/V图。若P、V成反比,则图像为过原点的直线c、计算各个状态时的P、V乘积。若P、V成反比,P1V1=P2V2=P3V3如图:7、 集思广益,让学生自己提出可能存在的误差并提出改进方案。水银有毒、水在改变压强时水压过低,变化较不明显、读体积时刻度尺存在误差、读室内气体压强存在误差、计算压强不但麻烦又再次引入误差3、 教师演示实验师:为了更加直观精确的测出气体的压强,老师带来了一个压力计,它可以直
8、观的将其下端薄膜所受的压强显示出来。另外,为了这里还提供了一个注射器,我们可以通过它更高效的改变气体的体积,而气体的体积也可以直接由玻璃管上标注的刻度来读出,现在,请大家说明,我们要怎么进行试验呢?1、 明确研究对象注射器内密封的气体2、 缓慢推动注射器,推动过程避免手握气体管壁,改变气温。3、 记录数据。实验进行,教师进行实验操作(6个点),两名学生进行读读数,班内其余学生记录数据。指示性发言:这个实验需要大家的配合,现在请两名同学上来协助老师进行读数,分别读出气体压强和气柱高度并报给大家。其它同学小组为单位记录实验数据,并进行数据处理。4、 数据处理并得出结论师:大家得出结论了吗?哪个小组
9、成员给我们展示一下时间结果呢?P-V图注意是否双曲线、P-1/V图线画出反向延长线相交于横轴、P1V1P2V2P3V3;大家得出什么结论了呢?在误差允许的范围内,P、V成反比关系。文字:一定质量的气体,在温度保持不变时,其压强和体积成反比数学表达:m、T一定时,PV=C;P1V1=P2V2=P3V3 玻马定律、玻意尔定律误差分析:师:P-V图像应当是一条双曲线;而P-1/V图线于横轴的交点应当在原点位置,严格意义上才能说明P、V成反比关系。那么,实验误差来自于哪里呢?漏气、升温、活塞与玻璃容器之间的摩擦力较大5、 补充说明 1、等温线师:为了更加直观的描述一定质量的气体,在温度保持不变时,其P
10、、V之间的关系,常使用P-V图像。如图所示:A、 每条双曲线上的点都是在恒定温度下测出来的,故双曲线也成为等温线。问:那么,T1和T2的小小关系如何呢?问:如果画成P-1/V图像,应该是怎么样的呢?2、 玻意尔定律的应用师:请大家利用所学知识,尝试解答一下课本课后练习第1小题。讲解:P1V1=P2V2是对于一定质量的气体而言的,实际处理问题的时候应当注意研究对象。如课后练习1。所研究的应当是足球内原有的气体,加上打进去的气体。气体的等温变化引入:小生活大智慧1、 高温下汽车爆胎某夏日中午短短2小时内,我省东线高速路上共3两车发生爆胎事故,右图为其中某车的事故现场。问题1:为什么好好的车胎会变成
11、这样呢? 受热(T)膨胀(V)挤破(P)2、 凹陷的乒乓球复原 问题2:凹陷的乒乓球能再次鼓起来吗? 能否?怎么做?试验为什么? 受热(T)膨胀(V)撑开(P)进入课题: 总结: 一定质量的气体,其温度、压强、体积之间存在相互关系。问题1:那压强、体积、温度之间存在怎么样的相互关系呢?问题2:对于两个以上的变量,我们应该如何研究呢?控制变量法总结:控制T不变,观察V随P改变的情况。 即本节课的主题气体的等温变化。新课进行 科学探究(1) 明确研究对象问题1:首先,我们应当明确我们要研究什么? 问题2:装气体的容器应当满足什么条件?能漏气吗? 总结:必须要保证研究对象恒定,也就是一定质量的气体
12、问题:3:除了气体质量之外,还应当控制什么量恒定? 总结:温度,等温变化温度不变是前提。 控制:m、T不变(2) 进行合理的实验猜想问题1:气体进行等温变化时,压强和体积之间有什么关系呢? P变大则V变小问题2:从定量的角度看,P和V可能成反比关系,如何用数学的形式进行表达呢? 猜想: P反比于V、 PV=常数 (3) 设计实验方案 师:老师为大家准备了一套配套课本的实验装置。问题1:这套装置和课本上的有一点点细微的差别,大家能看出来吗?1、 压力表刻度更加精确。书上每小格0.1;设备每小个0.05;2、 在大气压处有一横线。横线中间的1.0没有标示,横线范围是0.95-0.15。问题2:请前
13、排的同学读一下示数。1.010*105pa ,即小数点后三位。 问题3:研究的气体储存在哪里呢?玻璃柱下端的空气柱中,由橡胶塞和润滑油密封。问题4:空气柱的体积怎么测出来呢?圆柱,均匀,测得S、H后则有V=SH。问题5:每小格表示的是高度吗?无单位、且不像是1cm刻度已经经过换算,可以直接测体积。问题6:体积没有给出单位,会影响实验研究吗? 我们有必要确切的得出每一个压强状态下具体的体积大小吗? 关心PV的定量变化,故V具体竖直不重要。总结:体积这里可以直接读成“单位体积”问题7:每个小格表示多少单位体积?0.25单位体积(三)实验操作操作:通过柱塞来改变密封气体的体积,从而读出不同的体积V和压强,并进行记录。问题1:手应该握在哪里呢?为什么?避免接触空气柱以免改变温度。问题2:改变气体体积时,能不能快速的挤压或者抽拉呢?为什么?不能,缓慢的改变体积才能确保研究气体保持室温。(4) 进行实验分工合作:A:同学:读压强 B、C同学:读体积 D同学:在黑板上记录 全体小组:记录并处理实验数据。(5) 处理并分析实验数据1、 学生成果展示问题:采用你们认为最恰当的方法处理实验数据,验证猜想。教师动作:1、巡视 并选择出即将展示的数据、准备好投影仪 2、将数据输入电脑excel 问题1:哪个小组来分享