高中物理選修3－3第八章《氣體的等容變化和等壓變化》

新人教版高中物理選修3－3第八章《氣體的等容變化和等壓變化》精品教案 課題 §8.2氣體的等容變化和等壓變化 課型 新授課 課時(shí) 1 教 學(xué) 目 的 （一）知識(shí)與技能 1、知道什么是等容變化、等壓變化。 2、掌握的查理定律，蓋·呂薩克定律內(nèi)容和公式表達(dá)。 3、理解p-T圖上等容變化的圖線及物理意義和V-T圖上等壓變化的圖線及物理意義。 4、會(huì)用查理定律、蓋·呂薩克定律解決有關(guān)問(wèn)題。 （二）過(guò)程與方法 培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言描述物理規(guī)律的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)應(yīng)用氣體變化規(guī)律解決實(shí)際中的問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題的全面性 重 難 點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)氣體查理定律，蓋·呂薩克定律的理解，并解決生活中的問(wèn)題 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)于圖像含義的理解和氣體變化的問(wèn)題的解題基本思路 教學(xué)方法 講述法、分析推理法。 教 學(xué) 過(guò) 程 教 學(xué) 過(guò) 程 教 學(xué) 過(guò) 程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) （－）引入新課 （復(fù)習(xí)引入）前面我們學(xué)習(xí)玻意耳定律,知道一定質(zhì)量的氣體，在保持溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成正比.那么在體積保持不變時(shí)壓強(qiáng)和溫度什么關(guān)系?在壓強(qiáng)不變時(shí)體積和溫度什么關(guān)系?今天我們?cè)趤?lái)學(xué)習(xí)兩個(gè)定律. 一、查理定律 (1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成正比. (2)公式：P∝T 設(shè)一定質(zhì)量的某種氣體，由壓強(qiáng)P1、溫度T1的狀態(tài)，保持體積不變的變化，變到壓強(qiáng)P2、溫度T2的另一種狀態(tài)，則有＝ 或者 ＝. (3)適用條件： ①氣體的質(zhì)量一定 ②氣體的體積不變 ③壓強(qiáng)不太大，溫度不太低 例1．一定質(zhì)量的氣體保持體積不變，在0℃時(shí)壓強(qiáng)為p0，在27℃時(shí)壓強(qiáng)為p，則當(dāng)氣體從27℃升高到28℃時(shí)，增加的壓強(qiáng)為 A.1/273 p0 B.1/273p C.1/300p0 D.1/300p （4）.等容過(guò)程及P-T圖像 (1)等容過(guò)程：一定質(zhì)量的氣體在體積保持不變時(shí)所發(fā)生的狀態(tài)變化過(guò)程. (2)P-T圖像上的等容線 ①P-T圖中的等容線是一條延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線. ②斜率K＝＝C(恒量)與氣體體積有關(guān).體積越大，斜率越小.如圖所示，4條等容線的關(guān)系為V1＞V2＞V3＞V4. 例2. 一定質(zhì)量的理想氣體的P—t圖象，如圖8.2—4所示，在狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中，體積： A.一定不變 B.一定減小 C.一定增加 D.不能判定怎樣變化 二、蓋·呂薩克定律 (1)內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)保持不變時(shí)，體積和熱力學(xué)溫度成正比. (2)公式 設(shè)一定質(zhì)量的某種氣體，由體積V1、溫度T1的狀態(tài)，保持壓強(qiáng)不變，變化到體積V2、溫度T2的另一種狀態(tài)，則有 ＝ 或者 ＝. (3)適用條件 ①氣體的質(zhì)量一定 ②氣體的壓強(qiáng)不變 ③壓強(qiáng)不太大，溫度不太低 （4）.等壓過(guò)程及V-T圖像 (1)等壓過(guò)程：一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)保持不變時(shí)所發(fā)生的狀態(tài)變化過(guò)程 (2)V-T圖像上的等壓線 ①V-T圖像中的等壓線是一條延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線 ②斜率K＝＝C(恒量)與氣體壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越大，斜率越小.如圖13.2-3所示P1＞P2＞P3＞P4. 例題 例3 、書本第25頁(yè)例題（略） 例4 如下圖所示，在球形容器內(nèi)充有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)大氣壓強(qiáng)是760mmHg，氣體溫度是27℃時(shí)，從接在容器下端U形管水銀壓強(qiáng)計(jì)可以確定氣體的壓強(qiáng)是 mmHg.如果大氣壓強(qiáng)保持不變，而氣體的溫度升高到47℃時(shí)，氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)? mmHg，壓強(qiáng)計(jì)左側(cè)管內(nèi)水銀面D將 (填“上升”或“下降”) mmHg(假設(shè)壓強(qiáng)計(jì)細(xì)管的容積很小，球形容器的熱膨也很小都可以不考慮). 解析 題目中“假設(shè)壓強(qiáng)計(jì)細(xì)管的容積很小，球形容器的熱膨脹也很小都可以不考慮”是一個(gè)隱含條件，說(shuō)明球形容器內(nèi)氣體發(fā)生的是等容變化過(guò)程，可利用查理定律求解. 解答 在壓強(qiáng)計(jì)左管中取與右管上端水銀面等高的液片為研究對(duì)象，由壓強(qiáng)平衡得 P0＝P1+Ph1 ∴P1＝P0-Ph1＝600mmHg. 以球形容器內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，氣體作等容變化，根據(jù)查理定律有＝. ∴ P2＝P1＝×600mmHg＝640mmHg 由于外界大氣壓不變，而P2＞P1,故水銀面將下降.設(shè)溫度升高后，水銀面高度差為h2,則 P2＝P0-Ph2 Ph2＝P0-P2＝120mmHg. h2＝120mm,則水銀面D下降高度 L＝Δh＝(h1-h2)＝(160-120)mm)＝20mm. 答案 600 640 下降 20 點(diǎn)評(píng) 本題考查了考生理解能力，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.題中隱含“氣體發(fā)生等容變化”的條件分析是關(guān)鍵，同時(shí)注意水銀面上升、下降高度與兩管水銀面高度差的關(guān)系，分析此類問(wèn)題切忌不仔細(xì)分析狀態(tài)變化過(guò)程. 小結(jié)： 1 、氣體的等容變化，查理定律 2、等容線 3 、氣體的等壓變化，蓋·呂薩克定律 4 、等壓線 應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解題應(yīng)注意的問(wèn)題： 氣體實(shí)驗(yàn)定律是利用控制變量法而得到的氣體狀態(tài)參量間的關(guān)系，學(xué)習(xí)玻意耳定律時(shí)，要緊抓氣體的質(zhì)量一定和溫度不變這兩個(gè)條件，把握定律的三種表達(dá)方法.學(xué)習(xí)查理定律要緊抓氣體的質(zhì)量一定和體積不變這兩個(gè)條件；學(xué)習(xí)蓋·呂薩克定律時(shí)則要緊抓氣體的質(zhì)量一定和壓強(qiáng)不變這兩個(gè)條件.應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解題時(shí)，首先必須明確研究對(duì)象，一定質(zhì)量的氣體，認(rèn)清它們變化過(guò)程；其次正確確定始、末兩狀態(tài)及兩狀態(tài)下壓強(qiáng)、溫度和體積，然后運(yùn)用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)定律列方程，使未知量在方程中出現(xiàn).最后統(tǒng)一單位(等式兩邊單位相同即可)求解. 達(dá)標(biāo)練習(xí)：如圖8—16甲所示，是一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)Ａ經(jīng)過(guò)狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｖ—Ｔ圖象。已知?dú)怏w在狀態(tài)Ａ?xí)r的壓強(qiáng)是１.５×１０５Ｐａ （１） 說(shuō)出從Ａ到Ｂ過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中ＴＡ的溫度值。 （２） 請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)Ａ經(jīng)過(guò)狀態(tài)Ｂ變?yōu)闋顟B(tài)Ｃ的Ｐ—Ｔ圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母Ａ、Ｂ、Ｃ。如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程。 TA B V/m3 0.4 0.6 O 300 400 T/K A C 0.5 P/105Pa T/K 100 200 300 400 O 1.5 1.0 2.0 甲 乙 圖8—16 從控制變量法的角度理解氣體三種變化之間的關(guān)系？（3分鐘） 通過(guò)閱讀課本理解查理定律的基本內(nèi)容，同時(shí)注意溫度的選擇，初步理解查理定律的適用條件（5分鐘） 完成例題1，并總結(jié)此類問(wèn)題的解題思路（5分鐘） 知道并理解等容線的物理含義和體積之間的大小關(guān)系（5分鐘） 通過(guò)閱讀課本理解蓋·呂薩克定律的基本內(nèi)容，同時(shí)注意溫度的選擇，初步理解蓋·呂薩克定律的適用條件（5分鐘） 知道并理解等容線的物理含義和體積之間的大小關(guān)系（5分鐘） 完成例題3，并總結(jié)此類問(wèn)題的解題思路（5分鐘） 學(xué)習(xí)札記： 備注