气体的等温变化

气体的等温变化教学目标理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积的关系会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图像对实验数据进行处理与分析，体验科学探究过程通过对实验数据的分析与评估，培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神在实验探究过程中，培养学生相互协作的精神教学重点通过实验探究一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系理解p-V图象的物理意义玻意耳定律的适用条件教学难点探究气体压强与气体体积关系的实验处理数据寻找p-V的规律玻意耳定律的得出过程理解p-V图象的物理意义前情回顾气体的状态参量温度体积压强热力学温度T：开尔文T=t＋273K体积V单位：有L、mL等压强p单位：Pa（帕斯卡）夏季，轮胎容易爆胎为何在温度很高的夏季，轮胎容易爆胎液化石油气是不定时炸弹为何这样说？小鱼吐出的泡泡，在上升过程中体积逐渐增大，到水面破裂气泡在上升过程中体积为何会逐渐增大呢？结合生活经验，对于一定质量的气体，能否出现只有一个状态参量发生变化而其他的状态参量不发生变化的情况？请举例说明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参量变而其他参量不变是不可能的，起码其中的两个参量变或三个参量都发生变化知道气体的状态参量知道气体的等温变化了解研究气体的等温变化的实验装置与原理实验：研究气体的等温变化状态参量之间的关系一定质量的气体，它的状态参量：温度T、体积V、压强P之间有什么关系呢？控制变量法进行研究等温变化：一定质量的气体，在温度不变时发生的状态变化过程研究气体等温变化的规律——定性关系猜想：温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？结论：V减小，p增大猜想：p、V反比将针筒的细口堵上，用力向里压柱塞，越往里压会有什么感觉？研究气体等温变化的规律——定量关系设计一个实验研究一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的定量关系如何确定气体的状态参量数值呢？温度（T）——温度计体积（V）——容器的容积压强（p）——气压计研究气体等温变化的规律——定量关系实验中的研究对象是什么？一定质量的气体m不变T不变如何控制气体的质量m、温度T保持不变？这段空气柱就是研究对象实验过程中它的质量不会变化；实验过程中如果空气柱体积的变化不太快，它的温度大致等于环境温度，不会有明显变化另外，实验过程中不能用手触摸玻璃管；稳定后再读数橡胶塞和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中封闭、缓慢移动活塞研究气体等温变化的规律——定量关系如何测V?测量空气柱的长度如何测量p？如何改变p?根据高度差测量p，通过缓慢移动活塞来改变压强p怎样处理上述数据才能验证压强与体积是否成反比？计算法或者图像法研究气体等温变化的规律——定量关系数据处理次数12345体积(L)3.02.52.01.51.01.31.62.02.74.0p-V图像是双曲线的一支压强研究气体等温变化的规律——定量关系数据处理研究气体等温变化的规律——定量关系探究结论：在温度不变时，压强p和体积V成反比研究气体等温变化的规律实验的反思若已知描述物理量y与x的关系图象是一条曲线，能否判定y与x成反比？不能，只有当y与1/x的关系图象是一条过原点的倾斜直线时，才能说明y与x成反比研究气体等温变化的规律实验的反思若实验数据呈现气体体积减小，压强增大的特点，能否断定压强与体积成反比？等温实验的注意事项及误差分析①改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化；②实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒，以防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化；等温实验的注意事项及误差分析③实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在柱塞上涂好润滑油，以免漏气；④在这个实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体的体积与压强的关系时，不用测量空气柱的横截面积；⑤本实验测量体积时误差主要出现在长度的测量上，由于柱塞不能与刻度尺非常靠近，故读数时注意视线一定要与柱塞地面相平。知道玻意耳定律的内容会运用玻意耳定律解决问题玻意耳定律玻意耳定律玻意耳定律一定质量的理想气体，在温度保持不变的情况下，压强p与V成反比，或压强P与体积V的乘积保持不变即：该恒量C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C越大。PV=C使用条件：一定质量气体且温度不变适用范围：温度不太低，压强不太大玻意耳定律文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。图象表述：玻意耳定律10%玻意耳定律解析：玻璃管开口向上竖直放置时，封闭气体的压强为大气压强加上水银柱产生的压强玻璃管开口向下竖直放置时，封闭气体的压强为大气压强减去水银柱产生的压强由于气体的温度不变，根据玻意耳定律，有玻意耳定律的图象表述：下面我们来重点研究一下该图象的特点了解等温变化的p-V图像的特点了解等温变化的p-1/V图像的特点用图像解决等温变化注意适用条件问题等温变化的P-V图像气体等温变化的p-V图象玻意耳定律内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比P-V图像：特点:①等温线是双曲线的一支。②温度越高，其等温线离原点越远。等温变化图象气体等温变化的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？不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。气体等温变化的p-V图象等温变化图象图象意义①物理意义：反映压强随体积的变化关系②点意义：每一组数据——反映某一状态③结论：体积缩小到原来的几分之一，压强增大到原来的几倍。体积增大到原来的几倍，它的压强就减小为原来的几分之一。一个足球的容积是2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL，压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后，足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？得出此结论的前提是打气过程中温度保持不变，实际打气时由于压缩气体做功，气体的温度会升高问题与练习水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压相当于多高水银柱产生的压强？设温度保持不变。以水银柱上方的空气为研究对象，当气压计的读数为740mm水银柱时，水银面到管顶的距离为90cm，这时实际的气压相当于高度为h的水银柱产生的压强。根据玻意耳定律。设水银气压计的横截面积为S，则h=756mm问题与练习