資源簡介

(共30張PPT)
氣體的等壓變化和等容變化
人教版高中物理
選擇性必修3
新知導入
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?
新知講解
等壓變化：一定質量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度的變化.
猜想
在等壓變化中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關系？
新知講解
（1）研究的是哪一部分氣體?
（3）如何測
T
?
（4）如何測量V？
從刻度尺上讀出
用溫度計
（2）如何保證封閉氣體的壓強不變?
柱塞達到平衡
注射器內一定質量的氣體
實驗視頻
新知講解
一、蓋—呂薩克定律
1.蓋—呂薩克生平介紹
蓋·呂薩克1778年9月6日生于圣·萊昂特。1800年畢業于巴黎理工學校.
1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72歲.
1802年，蓋·呂薩克發現氣體熱膨脹定律(即蓋·呂薩克定律)壓強不變時，一定質量氣體的體積跟熱力學溫度成正比.即V1/T1=V2/T2=……=C恒量.
其實查理早就發現壓強與溫度的關系，只是當時未發表，也未被人注意。直到蓋-呂薩克重新提出后，才受到重視。早年都稱“查理定律”，但為表彰蓋-呂薩克的貢獻而稱為“查理-蓋呂薩克定律”.
新知講解
0
V
T
氣體等壓變化圖像
2.蓋—呂薩克定律的圖象
新知講解
（1）等壓線：一定質量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學溫度T的正比關系在V－T直角坐標系中的圖象.
2.蓋—呂薩克定律的圖象——等壓線
（2）一定質量氣體的等壓線的V－T圖象，其延長線經過坐標原點，斜率反映壓強大小．
新知講解
（3）一定質量氣體的等壓線的物理意義
①圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態，同一根等壓線上各狀態的壓強相同．
②不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越小（同一溫度下，體積大的壓強小）如圖所示p2．
新知講解
V=CT
或
（2）公式表述：
（1）文字表述：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.
或
體積V與熱力學溫度T成正比可以表示為另外形式
3.蓋—呂薩克定律的內容、表達式
新知講解
（1）蓋·呂薩克定律是實驗定律，由法國科學家蓋·呂薩克通過實驗發現的．
（3）在
V/Ｔ=C
中的C與氣體的種類、質量、壓強有關．
（2）適用條件：氣體質量一定，壓強不變．
注意：
V正比于T而不正比于t，但
?V??t
（4）一定質量的氣體發生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減小）的體積是相同的．
（5）解題時前后兩狀態的體積單位要統一．
4.
說明
課堂練習
ACD
1、如圖所示,
兩端開口的彎管,
左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則
（
）
A.彎管左管內外水銀面的高度差為h
B.若把彎管向上移動少許,
則管內氣體體積增大
C.若把彎管向下移動少許，右管內的水銀柱沿管壁上升
D.若環境溫度升高，右管內的水銀柱沿管壁上升
h
p0+ρgh
p
x
p
p0+ρgx
p0+ρgx=
p0+ρgh
封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變
體積增大，則右管內的水銀柱沿管壁上升
新知講解
用手堵住注射器的口壓縮氣體，有什么感覺？
新知講解
等容變化：一定質量的某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度的變化.
猜想
在等容變化中，氣體的壓強與溫度可能存在著什么關系？
新知講解
（1）研究的是哪一部分氣體?
（3）如何測
T
?
（4）如何測量p？
從壓力表上讀出
用溫度計
（2）如何保證封閉氣體的體積不變?
將柱塞固定
注射器內一定質量的氣體
新知講解
視頻演示
視頻演示
新知講解
二、查理定律
查理是法國物理學家.1746年11月12日誕生于法國盧瓦雷的貝奧京西.
大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質，發現在壓力一定的時候，氣體體積的改變和溫度的改變成正比.他進一步發現，對于一定質量的氣體，當體積不變的時候，溫度每升高l℃，壓力就增加它在0℃時候壓力的1／273.查理還用它作根據，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個常數.這個預言后來由蓋·呂薩克和道爾頓（1766一1844）的實驗完全證實.
1.查理生平介紹
新知講解
0
p
t/0C
A
B
0
T/K
A
B
273.15
氣體等容變化圖像
2.查理定律的圖象
p
新知講解
（l）等容線：一定質量的某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學溫度T的正比關系p－T在直角坐標系中的圖象叫做等容線．
2.查理定律的圖象——等容線
（2）一定質量氣體的等容線p－T圖象，其延長線經過坐標原點，斜率反映體積大小．
新知講解
（3）一定質量氣體的等容線的物理意義．
　①圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態，同一根等容線上各狀態的體積相同。
②不同體積下的等容線，斜率越大，體積越小（同一溫度下，壓強大的體積小）如圖所示，V2新知講解
p=CT
或
2、公式表述：
1、文字表述：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.
或
壓強p與熱力學溫度T成正比可以表示為另外形式
3.查理定律的內容、表達式
新知講解
（1）查理定律是實驗定律，由法國科學家查理通過實驗發現的．
4.
說明
（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質量、體積有關．
（2）適用條件：氣體質量一定，體積不變．
（4）一定質量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓強是相同的．
（5）解題時前后兩狀態壓強的單位要統一．
　注意：p與熱力學溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比,但壓強的變化?p與攝氏溫度?t的變化成正比．
新知講解
高壓鍋內的食物易熟
5.應用
課堂練習
2、下列關于一定質量的氣體的等容變化的說法中正確的是：[???
]
A、氣體壓強的改變量與攝氏溫度成正比；
B、氣體的壓強與攝氏溫度成正比；
C、氣體壓強的改變量與熱力學溫度成正比；
D、氣體的壓強與熱力學溫度成正比。
D
P/T=C
,而T
=t+273
,故氣體的壓強與熱力學溫度成正比，與攝氏溫度不成正比
△P/△T=
C
,故氣體壓強的改變量與熱力學溫度的改變量成正比
拓展提高
1、在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的空氣,
一重物用繩索經滑輪與缸中活塞相連接,
重物和活塞均處于平衡狀態,
這時活塞離缸底的高度為10
cm,如果缸內空氣變為0℃,
問:
①重物是上升還是下降？
②這時重物將從原處移動多少厘米?
(設活塞與氣缸壁間無摩擦)
溫度降低
壓強減小,
故活塞下移,
重物上升.
利用等容變化
等壓變化
得h
=7.4
cm
重物上升高度Δh=10－7.4=2.6
cm
拓展提高
2、某種氣體在狀態A時壓強2×105Pa,體積為1m3,溫度為200K,
(1)它在等溫過程中由狀態A變為狀態B,狀態B
的體積為2m3,求狀態B
的壓強.
(2)隨后,又由狀態B
在等容過程中變為狀態C
,狀態C
的溫度為300K,求狀態C
的壓強.
A
B
C
玻意耳定律
pAVA=
pBVB
pB=105Pa
查理定律
pC=1.5×105Pa
課堂總結
板書設計
氣體的等壓變化和等容變化
氣體的等壓變化
氣體的等容變化
適用條件
變化規律
V-T圖像
適用條件
變化規律
P-T圖像
作業布置
課后練習和同步練習
謝謝
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人教版（2019）物理選修三2.3氣體的等壓變化和等容變化
第一課時教學設計
課題
氣體的等壓變化和等容變化
單元
2
學科
物理
年級
高二
學習目標
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。
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。
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
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?
液體因溫度T升高而壓強P增大，體積V膨脹。
用生活現象引入課題，激發學習興趣，增加學生對本節課內容的親近感，激發探究欲望，體驗物理學科與生活緊密聯系。
講授新課
等壓變化：一定質量的某種氣體，在壓強不變時，體積隨溫度的變化.猜想：在等壓變化中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關系？思考：（1）研究的是哪一部分氣體?（2）如何保證封閉氣體的壓強不變?（3）如何測
T
?（4）如何測量V？實驗視頻一、蓋—呂薩克定律1.蓋—呂薩克生平介紹蓋·呂薩克1778年9月6日生于圣·萊昂特。1800年畢業于巴黎理工學校.
1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72歲.1802年，蓋·呂薩克發現氣體熱膨脹定律(即蓋·呂薩克定律)壓強不變時，一定質量氣體的體積跟熱力學溫度成正比.即V1/T1=V2/T2=……=C恒量.其實查理早就發現壓強與溫度的關系，只是當時未發表，也未被人注意。直到蓋-呂薩克重新提出后，才受到重視。早年都稱“查理定律”，但為表彰蓋-呂薩克的貢獻而稱為“查理-蓋呂薩克定律”.2.蓋—呂薩克定律的圖象蓋—呂薩克定律的圖象——等壓線
（1）等壓線：一定質量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學溫度T的正比關系在V－T直角坐標系中的圖象.（2）一定質量氣體的等壓線的V－T圖象，其延長線經過坐標原點，斜率反映壓強大小．（3）一定質量氣體的等壓線的物理意義①圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態，同一根等壓線上各狀態的壓強相同．②不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越小（同一溫度下，體積大的壓強小）如圖所示p2．3.蓋—呂薩克定律的內容、表達式（1）文字表述：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.（2）公式表述：V=CT體積V與熱力學溫度T成正比可以表示為另外形式或者4.
說明（1）蓋·呂薩克定律是實驗定律，由法國科學家蓋·呂薩克通過實驗發現的．（2）適用條件：氣體質量一定，壓強不變．（3）在
V/Ｔ=C
中的C與氣體的種類、質量、壓強有關．注意：
V正比于T而不正比于t，但V∝Δt（4）一定質量的氣體發生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減小）的體積是相同的．（5）解題時前后兩狀態的體積單位要統一．課堂練習1、如圖所示,
兩端開口的彎管,
左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則
（
）A.彎管左管內外水銀面的高度差為hB.若把彎管向上移動少許,
則管內氣體體積增大C.若把彎管向下移動少許，右管內的水銀柱沿管壁上升
D.若環境溫度升高，右管內的水銀柱沿管壁上升解析：A.對右管中的水銀受力分析知,管中氣體壓強比大氣壓強高hcmHg
,所以彎管左管內外水銀面的高度差為h。故A正確;B.彎管上下移動，封閉氣體溫度溫度不變，又因為封閉氣體壓強p=
Po十Ph，則可知壓強不變,由理想氣體狀態方程可知氣體體積不變。故B錯誤;C.封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變。所以彎管向下移動少許,玻璃管左端液柱將,上升。則右管內的水銀柱沿管壁上升。故C正確;
D,環境溫度升高，氣體壓強始終為p=
Po十Ph保持不變,根據等壓變化，封閉氣體體積增大,則右管內的水銀柱沿管壁上升。答案：ACD學生：用手堵住注射器的口壓縮氣體，有什么感覺？等容變化：一定質量的某種氣體，在體積不變時，壓強隨溫度的變化.猜想：在等容變化中，氣體的壓強與溫度可能存在著什么關系？（1）研究的是哪一部分氣體?（2）如何保證封閉氣體的體積不變?（3）如何測
T
?（4）如何測量p？二、查理定律1.查理生平介紹查理是法國物理學家.1746年11月12日誕生于法國盧瓦雷的貝奧京西.大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質，發現在壓力一定的時候，氣體體積的改變和溫度的改變成正比.他進一步發現，對于一定質量的氣體，當體積不變的時候，溫度每升高l℃，壓力就增加它在0℃時候壓力的1／273.查理還用它作根據，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個常數.這個預言后來由蓋·呂薩克和道爾頓（1766一1844）的實驗完全證實.2.查理定律的圖象查理定律的圖象——等容線
（l）等容線：一定質量的某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學溫度T的正比關系p－T在直角坐標系中的圖象叫做等容線．（2）一定質量氣體的等容線p－T圖象，其延長線經過坐標原點，斜率反映體積大小．（3）一定質量氣體的等容線的物理意義．　①圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態，同一根等容線上各狀態的體積相同。②不同體積下的等容線，斜率越大，體積越小（同一溫度下，壓強大的體積小）如圖所示，V22、公式表述：P=CT壓強p與熱力學溫度T成正比可以表示為另外形式或者4.
說明（1）查理定律是實驗定律，由法國科學家查理通過實驗發現的．（2）適用條件：氣體質量一定，體積不變．（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質量、體積有關．　注意：p與熱力學溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比,但壓強的變化?p與攝氏溫度?t的變化成正比．（4）一定質量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減小）的壓強是相同的．（5）解題時前后兩狀態壓強的單位要統一．5.應用：高壓鍋內的食物易熟課堂練習2、
?2、下列關于一定質量的氣體的等容變化的說法中正確的是：[???
]A、氣體壓強的改變量與攝氏溫度成正比；B、氣體的壓強與攝氏溫度成正比；C、氣體壓強的改變量與熱力學溫度成正比；D、氣體的壓強與熱力學溫度成正比。解析：BD、氣體經歷等容變化,根據查理定律,有:P/T=C
,而T
=t+273
,故氣體的壓強與熱力學溫度成正比，與攝氏溫度不成正比，故B錯誤，D正確;AC、根據查理定律公式P/T=C
,可以得到△P/△T=
C
,故氣體壓強的改變量與熱力學溫度的改變量成正比,故A錯誤，C錯誤。故選D。拓展提高1、在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的空氣,
一重物用繩索經滑輪與缸中活塞相連接,
重物和活塞均處于平衡狀態,
這時活塞離缸底的高度為10
cm,如果缸內空氣變為0℃,
問:①重物是上升還是下降？②這時重物將從原處移動多少厘米?(設活塞與氣缸壁間無摩擦)
解析：溫度降低利用等容變化壓強減小,
故活塞下移,
重物上升.等壓變化，得h
=7.4
cm重物上升高度Δh=10－7.4=2.6
cm2、某種氣體在狀態A時壓強2×105Pa,體積為1m3,溫度為200K,(1)它在等溫過程中由狀態A變為狀態B,狀態B
的體積為2m3,求狀態B
的壓強.(2)隨后,又由狀態B
在等容過程中變為狀態C
,狀態C
的溫度為300K,求狀態C
的壓強.解析：(1)氣體的狀態參量:PA=2x
105Pa,VA=
1m3,
VB=
2m3,由玻意耳定律得:
PAVA=
PBVB
,代入數據解得:
PA=1x
105Pa;(2)氣體的狀態參量:PB=
1x
105Pa,
TB=
TA=
200K,
Tc
=
300K,由查理定律得:代入數據解得:PC=
1.5x
105Pa;
（1）注射器內一定質量的氣體。（2）柱塞達到平衡。（3）用溫度計。（4）從刻度尺上讀出。觀看演示視頻。閱讀相關材料。畫出V-T圖像，并分析圖像特點。能利用等壓線特點判斷不同等壓線壓強的高低。思考T、t、Δt的區別。完成練習。用注射器完成實驗，并根據實驗感受做出猜想。閱讀相關材料。完成思考題。類比蓋呂薩克定律理解記憶查理定律。完成課堂練習。整理解題步驟，明確解題思路。完成本節課拓展提高。
小組討論完成探究，并總結實驗規律。關注物理學史，增強學生對物理學歷史的了解，激發學生對學習物理的興趣。此處為易錯點。幫助學生區分熱力學溫度和攝氏溫度，鞏固新知識，提高學生分析問題的能力。結合生活中常見的實例，發現生活中現象蘊含的物理知識，并將物理知識應用與生活。關注物理學史，增強學生對物理學歷史的了解，激發學生對學習物理的興趣。通過等容線更好的理解查理定律的內容。了解物理知識在生活中的應用鍛煉解決實際問題的能力。整理解題步驟，明確解題思路。鞏固本節課所學知識
課堂小結
氣體的等壓變化
適用條件變化規律V-T圖像
氣體的等容變化
適用條件變化規律V-T圖像
學生總結本節課學習的內容。
課堂小結由學生完成，能幫助學生形成知識框架，更好的理解和應用知識。
板書
氣體的等壓變化和等容變化1、氣體的等壓變化——蓋呂薩克定律2、氣體的等容變化——查理定律
梳理知識結構。
展示本節課知識框架，幫助學生記憶。
h
氣體的等壓變化和等容變化
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精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
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