高中物理人教版气体的等温变化 (3)

第1节气体的等温变化1.一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积变化时的关系，叫做气体的等温变化。

2．玻意耳定律：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 成反比，即pV ＝C 。

3．等温线：在p ­V 图像中，用来表示温度不变时，压强和体积关系的图像，它们是一些双曲线。

在p ­1V图像中，等温线是倾斜直线。

一、探究气体等温变化的规律 1．状态参量研究气体性质时，常用气体的温度、体积、压强来描述气体的状态。

2．实验探究二、玻意耳定律 1．内容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．公式pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2。

3．条件气体的质量一定，温度不变。

4．气体等温变化的p­V图像气体的压强p随体积V的变化关系如图所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p­V关系，称为等温线。

一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。

1．自主思考——判一判(1)一定质量的气体压强跟体积成反比。

(×)(2)一定质量的气体在温度不变时压强跟体积成正比。

(×)(3)在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用控制变量法。

(√)(4)玻意耳定律适用于质量不变、温度变化的气体。

(×)(5)在公式pV＝C中，C是一个与气体无关的参量。

(×)2．合作探究——议一议(1)用注射器对封闭气体进行等温变化的实验时，在改变封闭气体的体积时为什么要缓慢进行？提示：该实验的条件是气体的质量一定，温度不变，体积变化时封闭气体自身的温度会发生变化，为保证温度不变，应给封闭气体以足够的时间进行热交换，以保证气体的温度不变。

(2)玻意耳定律成立的条件是气体的温度不太低、压强不太大，那么为什么在压强很大、温度很低的情况下玻意耳定律就不成立了呢？提示：①在气体的温度不太低、压强不太大时，气体分子之间的距离很大，气体分子之间除碰撞外可以认为无作用力，并且气体分子本身的大小也可以忽略不计，这样由玻意耳定律计算得到的结果与实际的实验结果基本吻合，玻意耳定律成立。

第1节气体的等温变化目标导航1．知道什么是气体的等温变化。

2．掌握玻意耳定律的内容和公式。

3．理解p-V图上等温变化的图象及其物理意义。

4．知道p-V图上不同温度的等温线如何表示。

5．会用玻意耳定律进行计算。

诱思导学探究：等温变化的规律如图8.1—1，一原来开口向上的玻璃管，今开口向下插入水槽中，此时管内封住一定质量的气体，测出压强p，读出体积V；再把玻璃管下插，注意动作要缓慢，待稳定后观察气体体积图8．1—1的变化及压强的数值。

探究一下在温度不变时，压强和体积的关系。

1．玻意耳定律（1）等温变化：气体在温度不变的情况下发生的状态变化。

（2）玻意耳定律：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强跟体积成反比，即pV=C(常量)或 p1V1=p2V2。

点拨：（1）玻意耳定律是实验定律，由英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验独立发现的。

（2）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。

（3）pV=C。

其中常量C 与气体的质量、种类、温度有关。

2．等温线（1）一定质量的某种气体在等温变化过程中压强p跟体积V 的反比关系，在p-V 直角坐标系中表示出来的图线叫等温线。

（2）一定质量的气体等温线的p-V图是双曲线的一支。

（3）等温线的物理意义：图线上的一点表示气体的一个确定的状态。

同一条等温线上各状态的温度相同，p与V 的乘积相同。

不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。

典例探究例1．一贮气筒内装有25L 、1.0×105 Pa 的空气，现想使筒内气体压强增至4.0×105Pa ，且保持温度不变，那么应向筒内再打入 L 、1.0×105 Pa 的相同温度的气体。

解析：玻意耳定律的适用条件是气体的质量不变，温度不变，因此应以筒内和再打入的气体作为研究对象。

设再打入V 升1.0×105Pa 的相同温度的气体初状态：p 1=1.0×105 Pa V 1=(25+V)L末状态：p 2=4.0×105 Pa V 1= 25 L由玻意耳定律，得：p 1V 1=p 2V 21.0×105×(25+V)= 4.0×105×25 V=75L友情提示：保证气体质量不变，合理选择研究对象是解本题的关键。

气体的等温变化-人教版选修3-3教案一、概念在等温过程中，气体的温度保持不变，但其体积和压强会随着外界条件的改变而发生变化。

当气体从初始状态经过等温过程到达最终状态时，气体所做的功和从外界所受的热量相等。

二、等温过程的特点1.温度始终保持不变，即∆T=0。

2.压强与体积成反比例关系，即PV=C（C为常数）。

3.气体所做的功和从外界所受的热量相等，即W=Q。

三、等温过程的实例1. 等温膨胀气体在恒温条件下发生膨胀过程。

此时，气体所受的外力必须等于气体所产生的内压，即F=P·A。

对于气体膨胀所做的功可表示为：$$W=\\int_{V_1}^{V_2}Pdv=\\int_{V_1}^{V_2}\\frac{nRT}{V}dv=nRT·ln\\frac {V_2}{V_1}$$其中，n为气体摩尔数，R为气体常数，T为气体温度，V1和V2分别为气体的初始体积和最终体积。

由此可见，在等温膨胀过程中，气体所做的功与其体积成反比，即体积越大，所做的功就越小。

2. 等温压缩气体在恒温条件下发生压缩过程。

此时，气体所受的外力大于气体所产生的内压，即F>P·A。

对于气体压缩所受的热量可表示为：$$Q=nRT·ln\\frac{V_1}{V_2}$$其中，n、R、T、V1和V2的意义与上述等温膨胀过程相同。

由此可见，在等温压缩过程中，气体所受的热量与其体积成反比，即体积越小，所受的热量就越大。

四、等温过程的应用1.空气压缩机：利用等温压缩过程将空气压缩成高压气体，用于机器的动力传递。

2.冷气机：利用气体在等温膨胀过程中吸收热量，然后在等温压缩过程中放出热量的特性来冷却空气。

3.汽车制动器：利用等温压缩过程将汽车制动器内的气体压缩，从而使汽车减速甚至停止。

五、小结气体的等温变化是一种特殊的热力学过程，其特点是温度保持不变。

在等温变化过程中，气体的体积和压强会随着外界条件的改变而发生变化。

人教版高三物理选修3《气体的等温变化》说课稿一、课程背景与教学目标1.1 课程背景《气体的等温变化》是高中物理选修3中的重要内容之一。

本章主要介绍气体的等温变化过程，涉及到理想气体的等温膨胀和等温压缩，以及非理想气体的等温变化过程。

通过学习本章内容，学生能够理解气体的性质和行为，在实际生活中的应用中能够灵活运用气体的等温变化原理。

1.2 教学目标通过本节课的学习，我们的教学目标主要有以下几点：•掌握理想气体的等温膨胀和等温压缩的基本原理和计算方法；•理解非理想气体的等温变化过程，并能够应用所学知识解决相关问题；•培养学生观察和实验的能力，以及运用科学方法进行问题分析和解决问题的能力。

二、教学内容与教学重难点2.1 教学内容本节课的教学内容主要包含以下几个方面：2.1.1 理想气体的等温膨胀和等温压缩•理想气体的特征和性质；•等温膨胀的基本原理和计算方法；•等温压缩的基本原理和计算方法；•理想气体的等温变化的实例分析和应用。

2.1.2 非理想气体的等温变化过程•非理想气体的特点和性质；•非理想气体的等温变化的基本原理；•非理想气体的等温变化的实例分析和应用。

2.2 教学重难点本节课的教学重点和难点主要集中在以下几个方面：•理解理想气体和非理想气体的特征和性质；•理解气体的等温变化的基本原理和计算方法；•运用所学知识解决相关问题的能力。

三、教学方法与教具准备3.1 教学方法本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、实验法和讨论法。

通过讲解基本原理、进行实验演示和引导讨论等方式，使学生能够深入理解气体的等温变化过程。

3.2 教具准备•PPT课件：准备相应的PPT课件，用于辅助讲解和实验演示；•实验装置：准备适当的实验装置，进行相关实验演示；•倒计时器：用于控制小组讨论的时间。

四、教学过程安排4.1 导入与热身（5分钟）通过引入一个实际生活中的问题，如暖水袋的使用原理，向学生展示气体的等温变化过程的重要性，并带入本节课的主题。

《气体的等温变化》教学设计[教材分析]教材首先从日常生活中感知气体的压强、体积、和温度之间有一定的关系，而没有从对气体的三个状态参量进行逐一描述，尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。

教材试图给学生留下必要的时间和空间〔包括心理空间、思维空间〕，并让学生利用这些“空白〞式的自主活动，自己建构、探索知识，逼近真实的探究结论。

但是给出实验的基本思路，以使学生体会探究的基本要素。

对于数据的处理也有提示，给学生一定的自由度但又不撒手不管，这是提高学生实验和探究能力较好的途径。

[教学设计思路]一、为学生创造更大的空间，培养学生的发散思维的探究能力这样学生会在知觉中情不自禁地产生一种紧X的“内驱力〞，并促使大脑积极兴奋地思考活动，从而达到内心的平衡，获得感受的愉悦。

主要从三个方面考虑：1．和谐宽松的课堂气氛，师生平等的交流与学习，使学生带着愉悦的心情探究学习，思维得到最大限度的绽放。

2．是问题的创设，问题设置的越是具体表面上看来学生越是容易回答，但是学生总是在狭窄的思维胡同中去观察和思考，如井底之蛙。

而过分的散乱会使学生很盲从，因此力争做到形散而神不散。

3、实验条件的创设实验条件创设的越是理想，实验结果越是理想。

但是学生感受不到物理学家的探究历程。

感受不到模型与实际的差距。

不利于误差的分析和物理在实际应用中模型的建立。

二、允许接受学生的错误物理定律的建立过程往往经过漫长的过程，无数次的失败。

让学生清楚一个定律的发现不可能通过几次简单的测量就得出的，我们只不过是通过实验对自然规律的探究有所体验。

因此接纳学生失败，共同分析失败和产生误差的原因。

有时没有失败的收获是不牢固的。

三、重视过程和方法知识的东西一生中任何时候均可获得，但方法性的东西获得一生中却有关键时期。

实验的结果重要，但过程的方法更重要。

探究的要素，实验的基本环节，控制变量，物理量转换，团结协作的精神等。

[教学目标]一、知识与技能1．通过实验确定气体的压强与体积之间的关系。

8.1 气体的等温变化学习目标1．了解玻意耳定律的内容、表达式及适用条件。

2．了解p－V图象的物理意义。

重点：1．掌握玻意耳定律的内容和公式。

2．理解气体等温变化的p－V图象的物理意义。

难点：1．理解气体等温变化的p－V图象的物理意义。

2．会用玻意耳定律计算有关的问题。

知识点一、等温变化1．气体的状态和状态参量：用以描述气体宏观性质的物理量，叫状态参量。

对于一定质量的某种气体来说，描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个。

（1）体积：指气体分子所能达到的空间，即气体所能充满的容器的容积。

（2）温度：从宏观角度看表示物体的冷热程度。

从微观角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

（3）压强：垂直作用于容器壁单位面积上的压力。

单位：帕Pa。

2．气体的状态由状态参量决定，对一定质量的气体来说，当三个状态参量都不变时，我们就说气体的状态一定，否则气体的状态就发生了变化。

对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的，起码其中的两个量变或三个量都发生变化。

3．等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系。

【题1】下列过程可能发生的是A．气体的温度变化，但压强、体积保持不变B．气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化C．气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化D．气体的温度、压强、体积都发生变化【答案】CD【解析】p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定；也可以三个量同时发生变化；一个量变化的情况是不存在的，故C、D选项正确。

【题2】（多选）一定质量的气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有A．分子的平均速率B．单位体积内的分子数C．气体的压强D．分子总数【答案】BC【解析】温度不变，对于一定质量的气体，分子的平均动能不变，分子的平均速率也不会变；但体积和压强可以发生变化，故选B、C。

知识点二、实验：探究等温变化的规律1．实验器材：如图所示，有铁架台，带压力表的注射器、铁夹等。