8.1气体的等温变化

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= m 3，1mL= m 3。

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。

2）玻意耳定律的表达式：pv=C （常量）或者 。

其中p 1 、v 1和p 2、v 2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积。

3、气体等温变化的p —v 图象一定质量的气体发生等温变化时的p —v 图象如图所示。

图线的形状为 。

由于它描述的是温度不变时的p —v 关系，因此称它为线。

一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。

导入新课打气筒是怎么打气的？生活中许多现象表明，气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在一定的关系。

本节我们研究一种特殊情况：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我们把这种变化叫做等温变化第八章气体第一节气体的等温变化教学目标1.知识与能力了解温度、压强、体积三个参量之间的等量关系通过实验探究、验证气体等温变化的关系2. 过程与方法用实验方法探究气体等温变化规律体会控制变量法在实验中的应用3. 情感态度与价值观体会发现乐趣，形成探究物理规律的良好习惯重点探究气体等温变化的规律，学会用图像处理问题难点掌握玻意耳定律，进行相应计算本节导航气体的等温变化玻意耳定律气体等温变化的P-V图像气体的等温变化气体在温度不变的状态下，发生的变化叫做等温变化。

回想1、温度热力学温度T ：开尔文T= t＋273 K2、体积体积V单位：有L、mL等压强p单位：Pa（帕斯卡）3、压强1.气体的状态参量2.探究气体等温变化的规律方法研究☆控制变量的方法在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”，实验探究气体等温变化的规律实验目的：在温度保持不变时，研究一定质量气体的压强和体积的关系研究对象：被封闭的气体注意事项：防漏气、保温由实验数据得可近似得如下图像，实验结论：在温度不变时，压强p和体积V成反比。

玻意耳定律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，一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。

PV即C或者2211V P V P （表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积）这个规律叫做玻意耳定律图线：是一条以纵轴和横轴为渐近线的双曲线，称等温线．一定质量气体保持在不同温度下，可以得到一簇双曲线．温度越高，图线越向上移，即T2＞T1解释：气体的压强微观上决定于单位体积内的分子数和气体分子的平均速率．温度不变时，气体分子的平均速率不变，气体的压强只决定于单位体积内的分子数．气体的体积增大n倍，气体分子密度变为原来的，气体压强就减小n倍，所以气体的压强与体积成反比。

8.1气体的等温变化学习目标：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。

学习重点：1、 掌握玻意耳定律，并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释有关现象。

学习难点： p —v 图象一、课前预习：想一想：温度、压强、体积是描述系统状态的参量，为了便于研究可采取 ，本节探究一定质量的气体在 中压强与体积的关系。

填一填：科学家通过实验发现：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 的规律称为玻意耳定律，表达式为 ，当对两个状态列式时可用 。

点一点：C 是一个常量，是指在P 、V 变化时C 的值 ，但对 、 不同的气体C 值是不等的。

填一填：为了现直观地描述压强与体积的关系如图1所示，图线为被称为 的双曲线。

点一点：对一定质量的气体，不同温度下的图线是不同的，依据热胀冷缩的规律可知：在图1中 。

二、课堂探究：探究一：探究气体等温变化的规律在用如图所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验时: 1、我们的研究对象是什么?2、 实验需要测量的物理量?3、 怎样保证实验过程温度不变?探究二：玻意耳定律 （一）玻意耳定律1.内容:一定质量的某种气体,在温度保持不变的情况下,压强p 和体积V 成_____。

2.公式:_____(常量)或__________。

V 图13.图象（1）p -V 图象:一定质量的气体的p -V 图象为一条_______,（2）p - 图象：一定质量的理想气体的p - 图象为过原点的_________，4.适用条件:气体质量不变、 不变 不变。

例1、一定质量气体的体积是20L 时，压强为1×105Pa 。

当气体的体积减小到16L 时，压强为多大？设气体的温度保持不变。

归纳总结：利用玻意耳定律的解题思路探究三：气体等温变化的p -V 图象 同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？1. 图象特点：2. 图象物理意义:例2、一定质量的气体由状态A 变到状态B 的过程如图所示，A 、B 位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（ ） A 、一直下降 B 、先上升后下降 C 、先下降后上升 D 、一直上升1V 1V 图8.1—7三、课堂训练：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2、一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的n 倍，则压强变为原来的 倍A 、2nB 、nC 、1/nD 、2/n3、如图8—6所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条p —V1图线。

《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。

第1节气体的等温变化一、探究气体等温变化的规律阅读教材第18～19页“探究气体等温变化的规律”部分，知道描述气体状态的三个状态参量，知道研究气体等温变化的演示实验装置、实验过程和结论。

1.气体状态参量：气体的三个状态参量为压强p、体积V、温度T。

2.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的变化关系。

3.实验探究(1)实验器材：铁架台、注射器、气压计等。

(2)研究对象(系统)：注射器内被封闭的空气柱。

(3)实验方法：控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系。

(4)数据收集：压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积。

(5)数据处理：以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标作出p－1V图象，图象结果：p－1V图象是一条过原点的直线。

(6)实验结论：压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。

思维拓展如图1所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验过程中如何保证气体的质量和温度不变？图1答案(1)保证气体质量不变的方法：采用实验前在柱塞上涂好润滑油，以免漏气，保证气体质量不变。

(2)保证气体温度不变的方法①采用改变气体体积时，缓慢进行，等稳定后再读出气体压强的方法，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化。

②采用实验过程中，不用手接触注射器的圆筒的方法，以防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化。

二、玻意耳定律阅读教材第20页“玻意耳定律”部分，知道玻意耳定律的适用条件，了解玻意耳定律的内容及公式，并能进行有关计算。

1.内容：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。

2.成立条件：(1)质量一定，温度不变。

(2)温度不太低，压强不太大。

3.表达式：p1V1＝p2V2或pV＝常数或p1p2＝V2 V1。

思维拓展玻意耳定律的表达式pV＝C中的C是一个与气体无关的常量吗？答案pV＝C中的常量C不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量越大。

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。