《气体的等容变化和等压变化》导学案1

高效课堂高二年级物理3-3导学案 2013年02月28日

课题：8.2 气体的等容变化和等压变化

班级： 姓名： 编号： 010 课型：新授课 审核人签名：崔建

一、【学习目标】: （1）、掌握查理定律及应用，理解P-T图象的意义。

（2）、掌握盖·吕萨克定律及应用，理解图V-T象的意义。

二、【定向导学·互动展示·当堂反馈】：

自研自探环节 合作探究环节 展示提升环节·质疑提升环节

自学指导内容、学法、时间 互动策略、内容、时间 展示方案内容、方式、时间

板块一：.气体的等容变化

认真阅读课本，回答下列问题

1、法国科学家查理在分析了实验事实后发现，一定质量的气体在体积不变时，各种气体的压强与温度之间都有线性关系， 从图中可以看出，在等容过程中，压强P与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的 关系。但是，如果把图8—1甲直线AB延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点。建立新的坐标系（如图乙所示），那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为 。可以证明，当气体的压强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是 。

2、查理定律的内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度T成 比。

3、公式： 或 或 。

4、气体在体积不变的情况下，发生的状态变化过程，

叫做 过程。表示该过程的P—T图象称为

。一定质量的气体的等容线是 线。

一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如图2

图所示，其体积的大小关系是 。

A、两人对子学：对子间检查自研成果，用红笔互相给出等级评定；对子间解决自学时遇到的疑难问题。

（ 5min ）

8.2气体的等容变化和等圧変化

一、气体的等容变化

1．等容变化

一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。

2．查理定律

(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。

(2)表达式：pT＝C或p1T1＝p2T2。

(3)适用条件：

①气体的质量不变；②气体的体积不变。

3．等容线

一定质量的气体，在体积不变时，其p-T图像是一条过原点的直线，这条直线叫做等容线。

例1、有一上端开口、竖直放置的玻璃管，管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图所示，此时气体的温度为27 ℃。当温度升高到30 ℃时，为了使气体体积不变，需要再注入多少水银？(设大气压强为p0＝75 cmHg且不变，水银密度ρ＝13.6 g/cm3)

解析：设再注入的水银柱长为x，以封闭在管中的气体为研究对象，气体做等容变化。

初态：p1＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg，

T1＝(273＋27)K＝300 K；

末态：p2＝(90＋x) cmHg，T2＝(273＋30)K＝303 K。

由查理定律p2T2＝p1T1得90＋x303＝90300，解得x＝0.9 cm。

则注入水银柱的长度为0.9 cm。

二、气体的等压变化

1．等压变化

一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。

2．盖－吕萨克定律

(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比。

(2)表达式：V＝CT或VT＝C或V1T1＝V2T2。

(3)适用条件： ①气体的质量不变；②气体的压强不变。

3．等压线

一定质量的气体，在压强不变时，其V-T图像是一条过原点的直线，这条直线叫做等压线。 例2、如图所示，汽缸A中封闭有一定质量的气体，活塞B与A的接触是光滑的且不漏气，B上放一重物C，B与C的总重力为G，大气压为p0。当汽缸内气体温度是20 ℃时，活塞与汽缸底部距离为h1；当汽缸内气体温度是100 ℃时，活塞与汽缸底部的距离是多少？

1 / 15 第3节 气体的等压变化和等容变化

【知识梳理与方法突破】

一、气体的等压变化

1．盖—吕萨克定律的适用范围

压强不太大，温度不太低。原因同查理定律。

2．公式变式

由V1T1＝V1＋ΔVT1＋ΔT得V1T1＝ΔVΔT，

所以ΔV＝ΔTT1V1，ΔT＝ΔVV1T1，

3．等压线

(1)V­T图像

①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与热力学温度T成正比的关系。

②图像：过原点的倾斜直线。

③特点：斜率越大，压强越小。

(2)V­t图像

①意义：反映了一定质量的气体在等压变化中体积与摄氏温度t成线性关系。

②图像：倾斜直线，延长线与t轴交点为－273.15 ℃。

③特点：连接图像中的某点与(－273.15 ℃，0)，连线的斜率越大，压强越小。

【例1】一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度为0℃时，其体积为0V，当温度升高为(K)T时，体积为V，那么每升高1℃增大的体积等于（ ） 2 / 15 A．VT B．0VT C．273V D．0VVT

【答案】A

【详解】由等压变化可得1212VVVVTTTt则每升高1℃增大的体积0273VVVT故选A。

【针对训练1】图示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，下列关于这两个图象的说法正确是（ ）

A．甲是等容线，乙是等压线

B．乙图中Pt线与t轴交点对应的温度是273.15℃，而甲图中Vt线与t轴的交点不一定是273.15℃

C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是P与t成直线关系

D．乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变

【答案】D

【详解】A．由查理定律p=CT=C(t＋273.15)及盖—吕萨克定律V=CT=C(t＋273.15)

可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A错误；

B．由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-273.15℃，即热力学温度的0K，故B错误；

8. 2、气体的等容变化和等压变化

一、教学目标

1．物理知识要求：

（1）知道什么是气体的等容变化过程；

（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；

（3）知道查理定律的适用条件；

（4）会用分子动理论解释查理定律。

2．通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力。

3．培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律。

二、重点、难点分析

1．查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。

2．气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。

三、教具

1．引入新课的演示实验

带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。

2．演示一定质量的气体保持体积不变时，压强与温度的关系

查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。

四、主要教学过程

（一）引入新课

我们先来看一个演示实验：

滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。

这个实验告诉我们：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小。

请学生举一些生活中的实例。

下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变，气体的压强随温度变化的规律。

（二）教学过程设计

1．气体的等容变化

结合演示实验的分析，引导学生得出：

气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化，也叫做等容变化。

2．一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究

（1）实验装置——查理定律演示器

请学生观察实物。

请学生结合实物演示，弄明白如下问题：

①研究对象在哪儿

② 当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化

③ 当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化

④怎样保证瓶中气体的体积不变

⑤瓶中气体的压强怎样表示（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水银面比A管中水银面高时）