高中選修物理氣體

1、第八章 氣體 第二節(jié) 氣體的等容變化變化和等壓變化 教學目標 一、知識目標：1、知道什么是氣體的等容變化和等壓變化過程；2、掌握查理定律和蓋-呂薩克定律的內容,數學表達式;理解p-t圖象的物理意義；3、知道查理定律和蓋-呂薩克定律的適用條件。二、能力目標：1、通過演示實驗,培養(yǎng)學生的觀察能力,分析能力和實驗研究能力；2、培養(yǎng)學生運用數學方法解決物理問題的能力由圖象總結出查理定。三、德育目標：領悟物理探索的基本思路，培養(yǎng)科學的價值觀。教學重點1、查理定律的內容、數學表達式及適用條件；2、蓋-呂薩克定律的內容、數學表達式及適用條件。教學難點對p-T圖象和V-T圖象的物理意義的理解。教學方法電教法、

2、講授法教學用具投影儀、投影片課時安排1課時教學過程引入新課：教師：上節(jié)我們學習了玻意耳定律，那么玻意耳定律的內容和公式是什么？學生：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。即常量或教師：應用玻意耳定律求解問題的基本思路是什么？學生：首先確定研究對象（一定質量的氣體，溫度不變），然后確定氣體在兩個不同狀態(tài)下的壓強和體積、，、，最后根據定律列式求解。教師：那么，當氣體的體積保持不變時，氣體的壓強與溫度的關系是怎樣的呢？若氣體的壓強保持不變時，氣體的體積與溫度的關系又是怎樣的呢？這節(jié)課我們學習氣體的等容變化和等壓變化。新課教學：1、氣體的等容變化教師：我們先來看一個演示實驗：滴

3、液瓶中裝有干燥的空氣，用涂有少量潤滑油的橡皮塞蓋住瓶口，把瓶子放入熱水中，會看到塞子飛出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子時會比平時費力。教師：（提問）實驗說明了怎樣的道理？學生：這個實驗告訴我們：一定質量的氣體，保持體積不變，當溫度升高時，氣體的壓強增大；當溫度降低時，氣體的壓強減小。教師：一定質量的氣體在體積不變時，壓強隨溫度的變化叫做等容變化。在等容變化過程中，壓強和溫度有何定量關系呢？法國科學家查理通過實驗發(fā)現，當氣體的體積一定時，各種氣體的壓強與溫度之間都有線性關系。我們把它叫做查理定律。教師：畫出氣體壓強p與攝氏溫度t的關系圖線（如圖甲所示），圖線不過原點。然后引導學生分析得出氣體

4、壓強p與熱力學溫度T的關系圖線（如圖乙所示），圖線過原點。從而得出查理定律在熱力學溫標下的表述： 查理定律：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比。即 C是比例常數?；驈娬{指出：（1）上述規(guī)律，必須滿足“一定質量的氣體”。、分別表示氣體在兩個不同狀態(tài)下的壓強和熱力學溫度。（2）等容過程的圖象：一定質量的氣體，在等容過程中壓強p與熱力學溫度T成正比，p-T圖線為過原點的直線。等容過程的p-T圖象稱為等容線。2、氣體的等壓變化教師：一定質量的氣體在壓強不變時，體積隨溫度的變化叫做等壓變化。在等壓變化過程中，體積和溫度有何定量關系呢？法國科學家蓋呂薩克通過實驗發(fā)現，當氣體

5、的壓強一定時，各種氣體的體積與溫度之間都有線性關系。我們把它叫做蓋呂薩克定律。在熱力學溫標下蓋呂薩克定律的表述為：一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度T成正比。即 C是比例常數?；驈娬{指出：（1）上述規(guī)律，必須滿足“一定質量的氣體”。、分別表示氣體在兩個不同狀態(tài)下的體積和熱力學溫度。（2）等壓過程的圖象：一定質量的氣體，在等壓過程中體積V與熱力學溫度T成正比，V-T圖線為過原點的直線。等壓過程的V-T圖象稱為等壓線。下面我們來看幾道習題：例1某個汽缸中有活塞封閉了一定質量的空氣，它從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,其壓強p和溫度T的關系如圖所示，則它的體積 （ ）A增大 B.減小C.

6、保持不變 D.無法判斷解析:由圖可知,氣體從A變化到B的過程中，AB連線過坐標原點，即壓強p與熱力學溫度T成正比，所以是等容變化，體積一定保持不變。本題正確選項是:C。拓展：物理學中可以用圖象來分析研究物理過程中物理量的變化關系,也可以用圖象來描述物理量的變化關系,也就是說圖象可以作為一種表達方式,本題中的圖象給了我們信息,要學會從圖中尋找已知條件.若p-T圖象如圖所示，則表明氣體做等壓變化，根據蓋·呂薩克定律，氣體壓強不變時，溫度升高，體積增大。 答案為A。例2 如圖所示，有一根足夠長的上端開口的玻璃細管，玻璃管中用h=10cm的水銀柱封閉了一段氣體，當溫度為27時，氣體的長度為l

7、=20cm。現給氣體加熱，使水銀柱上升5cm，求此時玻璃管中氣體的溫度。（設大氣壓強p0=76cmHg）解析：根據題意，玻璃管中的氣體做等壓變化。初狀態(tài)： 其中s為玻璃管橫截面積根據蓋·呂薩克定律有： ，代入數據解得：T2=375K，即102拓展：確定研究對象，然后分析這部分氣體狀態(tài)變化的過程，確定變化過程的初、末狀態(tài)參量，根據氣體狀態(tài)變化選擇適當的定律建立各參量間的關系是解決有關氣體狀態(tài)變化問題的基本思路。若加熱的同時不斷注入水銀，使氣體的長度l保持不變，則溫度上升到375K的過程中需要注入多少高度的水銀？解析：此過程為等容變化。初狀態(tài)： 末狀態(tài)：T2=375K 根據查理定律有：，

8、代入數據解得： h1=21.5cm例3如圖所示，兩個容器A和B容積不同，內部裝有氣體，其間用細管相連，管中有一小段水銀柱將兩部分氣體隔開。當A中氣體溫度為tA=27，B中氣體溫度為tB=7時，水銀柱恰好在管的中央靜止。若對兩部分氣體加熱，使它們的溫度都升高10，則水銀柱是否移動？若要移動的話，將向哪個方向移動？解析：本題涉及到兩部分氣體，水銀柱的移動由兩部分氣體的壓強差決定。可以先假設水銀柱不動，A、B兩部分氣體都做等容變化，分別研究它們的壓強變化。 對A有： 得： （1） 對B有： 得： （2）比較（1）、（2）PA=PB，所以，水銀柱向A側移動課堂小結：查理定律：一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力