2017级 物理 学科 学案
§课题《气体的等容变化和等压变化》
高二物理学案 第1页 共6页 人人都可以成为自己的幸运的建筑师! 高二物理学案 第2页 共6页 第2节 气体的等容变化和等压变化
课前案
一、气体的等容变化
1．等容变化：一定质量的某种气体在 不变时 随温度的变化规律．
2．查理定律
(1)内容： 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 ．
(2)表达式： .
(3)图象
一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比，在p－T图上等容线为过 ．
如图甲．在p－t图上等容线不过原点，但反向延长交t轴于 _℃.如图乙．
二、气体的等压变化
1．等压变化：一定质量的某种气体，在 不变的情况下， 随温度的变化规律．
2．盖—吕萨克定律
(1)内容： 的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成
．
(2)表达式：
(3)图象：一定质量的气体，在压强不变的条件下，体积与热力学温度成正比，在V－T图上等压线为 ，如图所示．
课中案
例1 电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500 ℃时的压强不超过一个大气压，则在20 ℃的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多大？
变式1．对于一定质量的气体，在体积不变时，压强增大到原来的二倍，则气体温度的变化情况是( )
A．气体的摄氏温度升高到原来的二倍
B．气体的热力学温度升高到原来的二倍
气体的等容变化和等压变化
学习目标：
1.知道什么是等容变化,知道查理定律的内容和公式。
2.了解等容变化的p-T图线及其物理意义。
3.知道什么是等压过程,知道盖—吕萨克定律的内容和公式。
4.了解等压变化的V-T图线及其物理意义。
预习重点：
1.气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程,叫作①等容过程,表示该过程的p-T图象称为②等容线。一定质量的气体的等容线是③过原点的直线。一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如图所示,其体积的大小关系是④V3>V2>V1。
2.气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程,叫作⑤等压过程,表示该变化过程的V-T图象称为⑥等压线。一定质量的某种气体的等压线是⑦过原点的直线。图示是一定量的某种气体在不同压强下的几条等压线,其压强的大小关系是⑧p3>p2>p1。
3.用如图所示的实验装置来研究气体等容变化的规律。 A、B管下端由软管相连,注入一定量的水银,烧瓶中封有一定量的理想气体,开始时A、B两管中水银面一样高。请思考以下问题:
(1)为了保持瓶中气体体积不变,将烧瓶浸入热水中时,瓶中气体的压强怎样变化?应将A管向上还是向下移动?
(2)为了保持瓶中气体体积不变,将烧瓶浸入冰水中时,瓶中气体的压强怎样变化?应将A管向上还是向下移动?
4.判断下列说法是否正确。
(1)气体的温度升高,气体体积一定增大。
(2)一定质量的气体,体积与温度成正比。 (3)一定质量的某种气体,在压强不变时,其V-T图象是过原点的直线。
知识探究：
探究1:探究气体的等容变化
问题:阅读课本“气体的等容变化”标题下的内容,完成下列问题。
(1)在等容过程中,气体的压强p与摄氏温度t是不是正比例关系?试写出摄氏温标下查理定律的数学表达式。在摄氏温标下应该怎样表述查理定律?
(2)尝试根据等容线说明为什么绝对零度是低温的极限,只能接近,不能达到。
(3)图甲、乙为不同体积的气体的p-T图象和p-t图象,从图象来分析,等容线的斜率大小与气体体积的大小之间有怎样的对应关系?
8.1 气体的等温变化
一、学习目标
1、知道气体的状态及三个参量。
2、掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释生活中的有关现象。
3、知道气体等温变化的p—v图象，即等温线。
二、自主学习
1、气体的状态及参量
1）研究气体的性质，用 、 、 三个物理量描述气体的状态。描述气体状态的这三个物理量叫做气体的 。
2）温度：温度是表示物体 的物理量，从分子运动论的观点看，温度标志着物体内部 的剧烈程度。在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做 温度。用符号 表示，它的单位是 ，简称 ，符号是 。热力学温度与摄氏温度的数量关系是：T= t+ 。
3）体积：气体的体积是指气体 。在国际单位制中，其单位是 ，符号 。体积的单位还有升（L）毫升、（mL）1L= m3，1mL= m3。
4）压强： 叫做气体的压强，用 表示。在国际单位制中，压强的的单位是 ，符号 。气体压强常用的单位还有标准大气压（atm）和毫米汞柱（mmHg），1 atm= Pa= mmHg。
5）气体状态和状态参量的关系：对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量 ，我们就说气体处于一定的状态中。如果三个参量中有两个参量发生改变，或者三个参量都发生了变化，我们就说气体的状态发生了改变，只有一个参量发生改变而其它参量不变的情况是 发生的。
2、玻意耳定律
1）英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强p与体积v成 。这个规律叫做玻意耳定律。
8.2 气体的等容变化和等压变化
教学目标
物理观念：
1、掌握查理定律和盖-吕萨克定律的内容、表达式及适用条件。
2、理解P-T图像与V-T图像的物理意义。
科学思维：
熟练掌握查理定律和盖-吕萨克定律，并能灵活运用其解决实际问题。
教学重难点
实验探究查理定律和盖-吕萨克定律
教学过程
新课导入
趣味实验：
1、为什么拧上盖的水杯(内盛半杯热水)，在放置一段时间后，杯盖不易拧开？
2、开水烫瓶塞——你能利用手中的器材，让瓶塞自己飞出瓶嘴吗？
视频
那么这节课，我们这节课中研究，在一定质量的情况下，气体体积不变，气体的压强与温度之间的关系。而体积不变的过程，我们又将其称为：等容过程。所以这节课我们研究的第一个问题：等容变化（板书）
新课展开 活动一：实验探究等容变化
1、猜想与假设
通过前面的实验我们可以猜想一下：一定质量的气体体积不变，气体温度升高，气体压强怎么变？
2、设计实验
温度升高，压强变大。但，温度与压强之间有没有什么定量关系呢？同学们利用手中有哪些实验仪器？分别有什么作用，你打算如何设计和操作实验？（PPT）
温度传感器——测量水温（水浴加热法即封闭气体的温度）
压强传感器——测量压强
热水、针筒
实验视频代替操作
3、数据处理、得出结论
根据实验数据，作图拟合，发现P与t成线性关系。
试计算图线与横坐标的交点值大小。约为-273℃。这个值也科学家查理算出的值。最先这个研究初这个关系的法国科学家查理。所以这个定律也叫做查理定律。由于跟横轴的交点在-273℃，那如果我们将纵轴平移到该处，就可以讲这条线的函数关系写成273tCP，我们定义273tT为热力学温度，其单位为：开尔文，那么CTP,即一定质量的气体在体积一定时，其压强与与热力学温度成正比关系。这也就查理定律的内容。
（PPT） 活动二：查理定律
1、内容
2、表达式
3、适用范围
4、P-T图像：等容线
用查理定律能否解释一下生活中的一些现象？
