气体的等温变化教案

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1、新课程网校 WWW.XKCWX.COM 全力打造一流免费网校！北京今日学易科技有限公司 网校客服电话：010-87029231 传真：010-89313603 第 1 页 共 7 页气体的等温变化 教案 3一、教学目标1知道得出玻意耳定律的实验装置（演示实验和学生实验）和实验过程。2了解得出玻意耳定律的实验装置，以及是怎样经过实验得出这个定律的。.3理解什么是等温变化，掌握玻意耳定律内容和公式表达。4能用玻意耳定律解决有关的问题。5通过教学使学生体验通过实验归纳总结出规律是我们寻求自然规律的基本的途径之一，受到科学方法的训练；并培养理论联系实际的能力。6通过实验教学，培养学生严谨、细致、实事求

2、是的科学态度和科学作风。二、课题引入1、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、速度这样的物理量了。那么应该用什么物理量来描述气体的状态呢？举例：凹陷的乒乓球被热水一浇，恢复原状；充好气的气球，放在暖气片上会爆裂；自行车内胎在夏天时容易爆胎；气体被压缩；压缩气体突然膨胀；通过学生举出的众多实例，分析得出：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。2、本章研究气体的热学性质。气体能运动，如：风、气流等，本章不研究气体的运动，我们研究的气体作为整体说是静止不动的。对于气球内一定质量的气体，它的热

3、学特性怎样描述呢？三、重难点分析1.重点是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。2.学生往往由于“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。四、教学过程新课程网校 WWW.XKCWX.COM 全力打造一流免费网校！北京今日学易科技有限公司 网校客服电话：010-87029231 传真：010-89313603 第 2 页 共 7 页1.定性说明一定质量的气体，压强与体积的关系橡皮膜（或气球皮） 、直径为 5cm 左右两

4、端开口的透明塑料筒（长约 25cm 左右） 、与筒径匹配的自制活塞、20cm6cm 薄木板一块，组装如图。实验前，请同学们思考以下问题： 怎样保证气体的质量是一定的？ 怎样保证气体的温度是一定的？（答：密封好；答：缓慢移活塞，筒不与手接触。 ）2.较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系（1）介绍实验装置观察实验装置，并回答： 研究哪部分气体？ A 管中气体体积怎样表示？（ lS） 阀门 a 打开时， A 管中气体压强多大？阀门 a 闭合时 A 管中气体压强多大？（ po） 欲使 A 管中气体体积减小，压强增大， B 管应怎样操作？写出 A 管中气体压强的表达式（ p = po

5、 + h）. 欲使 A 管中气体体积增大，压强减小， B 管应怎样操作？写出 A 管中气体压强的表达式（ p = po h）.新课程网校 WWW.XKCWX.COM 全力打造一流免费网校！北京今日学易科技有限公司 网校客服电话：010-87029231 传真：010-89313603 第 3 页 共 7 页 实验过程中的恒温是什么温度？为保证 A 管中气体的温度恒定，在操作 B 管时应注意什么？（缓慢）（2）实验数据采集压强单位：mmHg；体积表示：倍率法环境温度：室温大气压强： po = mmHg A 管中气体体积减小时（基准体积为 V）顺 序 1 2 3 4 5体 积 V 11 压 强 A

6、 管中气体体积增大时（基准体积为 V）顺 序 1 2 3 4 5体 积 V 2V 3V 压 强（3）实验结论实验数据表明：一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积缩小到原来的几分之一，它的压强就增大到原来的几倍；一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积增大到原来的几倍，它的压强就减小为原来的几分之一。新课程网校 WWW.XKCWX.COM 全力打造一流免费网校！北京今日学易科技有限公司 网校客服电话：010-87029231 传真：010-89313603 第 4 页 共 7 页改用其他气体做这个实验，结果相同。教学设计二师：（教师手持一套同样的实验装置，向学生作简要说明）实验研究的对象是左端

7、被封气体。方法是通过上下移动右侧玻璃管，改变被封气柱的长度，即改变被封气体的体积，记下对应每一个气柱长度的压强值。请各组测量 4 至 5 组 p、 V 值，并填到表格中。实验中要注意：不能用手摸左侧玻璃管，以保持管中气体温度不变；要始终保持装置竖直；注意正确读数。（教师用小黑板出示表格，请一名学生观察室内气压计和温度计，将读数告诉全班同学，并记于表格上方。 ）（学生分组实验，教师巡视指点，帮助学生纠正操作、读数、记录中出现的错误。并注意发现哪些组测得的数据比较准确，然后请两名学生将测得的 5 组 p、 V 数据分别填到两块小黑板上的表格中。 ）po = t = VP师：（实验毕，教师引导）我们

8、已经记录了实验数据，下一步该做什么？（稍停顿）必须分析实验数据，找出 p 随 V 变化的规律。下面，请每组同学自己分析实验数据，计算允许有误差。但不要急于在教材中找结论，要自己动脑去发现。各组议论、计算、发表结论。有的组发现 p 与 V 之积近似相等；有的组从 V 增大， p减小的变化中进一步猜想，通过计算验证， p 与 V 成反比。在小黑板上填实验数据的两个学生组代表将自己计算的 p 与 V 之积填到表格的第三行上。教师注意到，学生发言中没有指出“一定质量的气体”和“在温度不变的情况下”两个前提条件。对此，教师请同学们新课程网校 WWW.XKCWX.COM 全力打造一流免费网校！北京今日学易

9、科技有限公司 网校客服电话：010-87029231 传真：010-89313603 第 5 页 共 7 页将左侧玻璃管上方封闭气柱的橡皮帽拔掉，再上下移动右管，学生发现，左右两管水银面始终相平，显然这是由于左管气柱质量不断变化的结果。从而使学生对“一定质量”条件有了较深刻印象，体会到：离开了前提条件，定律便不成立了。 ）（板书）一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比，这个结论叫做玻意耳定律。师：大家在实验中测得的每一组 p、 V 值都对应着被封气体的一种状态，而“温度不变”是气体状态变化过程的特点，称为“等温过程” 。同学们要注意体会“状态”和“过程”两个概念，要把它们区别

10、开来。如果设一定质量的气体在等温变化中，体积为 V1时，压强为 p1；体积为 V2时，压强为 p2，定律可以用公式表示为：或 p1V1 = p2V2。21那么，这个定律还可以怎样表述？生：（学生叙述，教师板书）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。其数学表达式为 pV = 恒量。师：这个定律也可以用图线来表示：用直角坐标系横轴表示气体体积 V，纵轴表示气体的压强 p。设在一定温度下，一定质量的某种气体 V1=2 升时， p1=1105帕，在图中以 A点表示。 （教师在黑板上画 p、 V 轴、标单位，给出 A 点位置）根据玻意耳定律可以得到：V2 = 4 升时， p2

11、 =0.5105帕，由 B 点表示； V3 = 1 升时， p3 =2105帕，由 C 点表示； V4 = 0.5 升时， p4 = 4105帕， 由 D 点表示。用平滑曲线将这些点连起来。那么，图象 平面中， A、 B、 C、 D 等各点的物理意义是什么？这条 平滑曲线的物理意义又怎样呢？生：（略）/L/105Pa新课程网校 WWW.XKCWX.COM 全力打造一流免费网校！北京今日学易科技有限公司 网校客服电话：010-87029231 传真：010-89313603 第 6 页 共 7 页（通过对话，使学生认识到）图象平面内的一个点，代表一定质量的气体的一个状态；平滑的曲线是双曲线的一段

12、，反映了在等温情况下，一定质量的气体压强跟体积成反比的规律。必须强调的是，这条曲线表示了一定质量的气体由一个状态过渡到另一个状态的过程是等温过程，这条曲线也叫等温线。 （刚接触 p-V 图象，不宜讲得太深。 ）从实验入手，通过记录数据，分析数据，进行科学猜想，来探求物理规律，得出科学结论，这是科学研究的重要方法之一。在教师引导下，通过学生活动完成了对定律的发现，使学生成为探求定律的主体。这有助于激发学生的学习兴趣和培养他们主动参与教学的意识，有利于学生良好学习心理素质的形成。五、知识应用1.把玻璃杯杯口朝下推入水中，有一部分水将进入玻璃杯内，如果把杯子推入水中越深，进入杯中的水越多还是越少？为

13、什么？答：越多。2.容积为 10L 的钢瓶中盛有压强为 2106Pa 的氧气，为了将这些氧气分装到容积为5L 的橡皮袋中，使每袋内的氧气压强为 2105Pa，在温度不变的条件下能分装几袋？答：18 袋.3.在河边，给你一杯 60cm 左右的两端开口的均匀玻璃管，米尺一把，请设法测定大气压的值。写出主要实验步骤及相应的所需测量的物理量（不得下水测量）.答：（1）用米尺测玻璃管长 lo；（2）将玻璃管竖直插入水中，上端开口，测管水上部分长度 l1；（3）手指封住上端，将管提出水面，测管内空气柱长度 l2；（4）压强.glp水12o)(4.我们知道物质的密度公式 ，一种矿物比较疏松又易溶于水，为了测

14、量这种矿Vm物质的密度，我们先用天平测出矿物的质量 m=400g，然后利用如右图所示的容积计测量其体积，操作步骤和实验根据如下：（1）打开活栓 K，使管 A 和罩 C 与大气相通，上下移动 D，使水银面与刻度 n 对齐。（2）关闭 K，往上举 D，使水银面达到刻度m 处。这时测得 B、D 两管内水银面的高度差新课程网校 WWW.XKCWX.COM 全力打造一流免费网校！北京今日学易科技有限公司 网校客服电话：010-87029231 传真：010-89313603 第 7 页 共 7 页h1=12.5cm（3）打开 K，把矿物投入 C 中使水银面重新与 n 对齐，关闭 K（4）往上举 D，使水

15、银面重新回达到 m 处，这时测得 B、D 两管内水银面的高度差h2=23.7cm已知 C 和 A、B 管的容积共为 1000cm3求矿物的密度。答：0.84610 3kg/m3六、扩展与提高1.水银气压计中混进了一些空气，当实际气压为 760mmHg 时，气压计读数为750mmHg，此时水银面到管顶的距离为 70mm。若气压计读数为740mmHg，求实际气压为多少？假定温度不变。答：748.75mmHg2.气压式保温瓶内密封空气的体积为 V，瓶内水面与出水口的高度为 h，如图所示，设水的密度为 ，大气压强为 po，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量 V 至少应为多少？答： V = ghV / ( po + gh )3.有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡 A 内封有一定量的气体，与 A相连的 B 管插在水银槽中，管内水银面的高度 x 即可反映出泡内气体的温度，即环境温度，并可由 B 管上的刻度直接读出。设 B 管的体积与 A 泡的体积相比可略去不计。（1）已知当温度 t1 = 27，管内