資源簡介

2.3氣體的等壓變化和等容變化 教案
【教材分析】
（一）教材分析
本節介紹查理定律，要使學生了解一定質量的氣體在保持體積不變時溫度與壓強的關系，知道通過對等容變化的P-T圖線“外推”所得到氣體在壓強威靈時對應溫度的意義。對于查理定律與蓋.呂薩克定律，教學時只做一般了解，不要求用它去解決復雜的問題。
【學情分析】
（一）學情分析
學生知道控制變量法研究物理量與多個因素的關系，研究氣體等壓變化和等容變化用到了相同的物理思想。學生了解壓強的產生和影響因素，從微觀角度利用分子動理論解釋氣體的實驗定律。
【教學目標】
（一）教學目標
物理觀念：理解一定質量的氣體，在壓強不變的情況下氣體體積和溫度的關系；會用蓋呂薩克定律解釋一些自然現象，解決簡單的實際問題；
理解一定質量的氣體，在體積不變的情況下氣體壓強和溫度的關系；會用查理定律解釋一些自然現象，解決簡單的實際問題。
科學思維：從有序設計的一系列問題和實驗，通過模型建構和科學推理，得出等溫變化的規律。
科學探究：能基于觀察和實驗提出問題、形成猜想，設計實驗驗證猜想并綜合分析實驗證據，得出氣體等溫變化的規律。
科學態度與責任：在實驗過程中保持交流與合作，敢于發表自己對探究過程與實驗結論的理解或想法，并且能正確表達自己的觀點。
【教學重難點】
（一）教學重難點
重點:
氣體的等溫變化規律的探究；理解玻意耳定律，會用玻意耳定律解釋一些自然現象，解決簡單的實際問題。
難點:
氣體的等溫變化規律的探究。
【新課導入】
（一）新課導入
問題：燒瓶上通過橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會觀察到水柱緩慢向外移動，這說明了什么
【新課講解】
（一）氣體的等壓變化
氣體的等壓變化
1.等壓變化：一定質量的某種氣體，壓強不變，體積隨溫度的變化過程
2.蓋呂薩克——定律
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.
V=CT 或 =C
對定律的理解：
①溫度不能太低，否則會發生液化。
②常數C與氣體的摩爾數有關。
③注意將攝氏度(℃)轉化為熱力學溫度(K)。
（一）氣體的等容變化
氣體的等容變化
1．等容變化：一定質量的某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度變化的過程。
2．查理定律
(1)內容：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。
(2)發現者：法國科學家查理。
(3)表達式：①p＝CT或＝C；②＝或＝。
(4)意義：反映了一定質量的某種氣體的等容變化規律。
(5)圖像：如圖所示。
①pT圖像中的等容線是一條過原點的傾斜直線。
②pt圖像中的等容線不過原點，但反向延長線交t軸于－273.15 ℃。
③無論是pT圖像還是pt圖像，根據其斜率都能判斷氣體體積的大小，斜率越大，體積越小。
（一）理想氣體
理想氣體
1．理想氣體：在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體。
2．理想氣體與實際氣體
(1)實際氣體在溫度不低于零下幾十攝氏度、壓強不超過大氣壓的幾倍時，可以當成理想氣體來處理。
(2)理想氣體是對實際氣體的一種理想化抽象，就像質點、點電荷模型一樣，是一種理想模型，實際并不存在。
理想氣體的狀態方程
1．內容：一定質量的某種理想氣體，在從某一狀態變化到另一狀態時，盡管其壓強p、體積V和溫度T都可能改變，但是壓強p跟體積V的乘積與熱力學溫度T之比卻保持不變。
2．表達式： ＝C。
R=8.31J·mol-1 ·K-1,m是氣體的質量，M是氣體的摩爾質量。
3．適用條件：一定質量的某種理想氣體。
（一）氣體實驗定律的微觀解釋
氣體實驗定律的微觀解釋
問題1：氣體壓強是如何產生的？與哪些因素有關？
問題2：溫度不變，為什么減少氣體體積，氣體壓強增大？
（保持溫度不變，分子熱運動平均動能不變，但分子數密度增大，撞擊更加頻繁，氣體壓強增大。）
問題3：體積不變，為什么增大氣體溫度，氣體壓強增大？
（當體積保持不變，分子數密度不變，溫度升高，分子熱運動平均動能增加，對器壁施加的力增大，壓強增大。）
問題4：保持壓強不變，為什么升高溫度，氣體體積增加？
（如果升高溫度，氣體分子熱運動平均動能增大，只有讓分子數密度減小，即增大氣體的體積，壓強才能保持不變。即p不變，T增大,V增大。 ）
PhET虛擬仿真實驗
溫度保持不變，體積減小，壓強增大
體積保持不變，升高溫度，壓強增大
壓強不變，降低溫度，體積減小增大
作業：“復習與提高”A組第7題、B組第5題
課堂練習 一個裝有某種氣體的體積可變的圓筒形容器，原來氣體的體積是40L，壓強是3atm，溫度為27℃。先使氣體壓強不變，體積增大到原來的2倍；再使氣體保持一定溫度，體積減少到原來的體積；最后使氣體在體積不變的條件下恢復到原來的壓強.試在p-V 圖上畫出整個變化過程的圖線。
解 設 p1=3atm V1=40L T1=(273+27)K=300K
壓強 p2=3atm，V2=80L，溫度為T2，
V1/T1=V2/T2
解得 T2=V2T1/V1=600K
T3=600K，V3=40L，壓強為p3，
由p3V3=p2V2
得 p3=6atm
V4=40L，p4=3atm，溫度為T4
由p3/T3=p4/T4
解得 T4=300K
【板書】
（一）板書
2.3氣體的等壓變化和等容變化
一、氣體的等壓變化
蓋—呂薩克定律∶一定質量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積V與熱力學溫度T成正比。
二、氣體的等容變化
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。
三、理想氣體：在任何溫度，任何壓強下都遵從氣體實驗定律。
①理想氣體的內能=分子動能之和（只與溫度有關）
②它是一種理想模型和實際氣體近似
③實際氣體壓強不太大，溫度不太低，就可以看做理想氣體
四、氣體實驗定律的微觀解釋
【課后反思】
（一）課后反思
氣體的等壓和等容變化，它們基本上介于宏觀喝微觀之間，可以從微觀去解釋，又可以從宏觀上直接感受。這對于學生的學習是由一定的幫助的，但是也可能使學生對知識變得更加模糊。理想氣體的轉態方程作為一個拓展學習內容，但是在課本的例題又出現了理想氣體的轉態方程，那么這個內容的講解可以把例題的講解的方法放到拓展學習再講。例題的講解還是按老辦法分兩個過程去講解就好了。

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