高二物理人教版選修33 82氣體的等容變化和等壓變化

1、氣體的等容變化和等壓變化重/難點(diǎn)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。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。重/難點(diǎn)分析 重點(diǎn)分析：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)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。難點(diǎn)分析：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)清它們的變化過(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

2、可)求解。突破策略（一）引入新課我們先來(lái)看一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：滴液瓶中裝有干燥的空氣，用涂有少量潤(rùn)滑油的橡皮塞蓋住瓶口，把瓶子放入熱水中，會(huì)看到塞子飛出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子時(shí)會(huì)比平時(shí)費(fèi)力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們：一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大；當(dāng)溫度降低時(shí)，氣體的壓強(qiáng)減小。請(qǐng)學(xué)生舉一些生活中的實(shí)例。下面我們進(jìn)一步研究一定質(zhì)量的氣體保持體積不變，氣體的壓強(qiáng)隨溫度變化的規(guī)律。（二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、氣體的等容變化：1氣體的等容變化結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)的分析，引導(dǎo)學(xué)生得出：氣體在體積不變的情況下所發(fā)生的狀態(tài)變化叫做等體積變化，也叫做等容變化。2一定質(zhì)量的氣體在等容變化過(guò)程中，壓強(qiáng)

3、隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)研究（1）實(shí)驗(yàn)裝置查理定律演示器請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)物。請(qǐng)學(xué)生結(jié)合實(shí)物演示，弄明白如下問(wèn)題：研究對(duì)象在哪兒？ 當(dāng)A管向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B管中的水銀面怎樣變化？ 當(dāng)A管向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，B管中的水銀面怎樣變化？怎樣保證瓶中氣體的體積不變？瓶中氣體的壓強(qiáng)怎樣表示？（當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面低時(shí)；當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面高時(shí)）（2）用氣壓計(jì)測(cè)量大氣壓強(qiáng)（注意水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)方法。）請(qǐng)兩位學(xué)生讀出當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)值。（3）實(shí)驗(yàn)條件：一定質(zhì)量的氣體、一定的氣體體積。請(qǐng)學(xué)生討論：怎樣保證實(shí)驗(yàn)條件？ 燒瓶用膠塞塞好，與水銀壓強(qiáng)計(jì)B管連接處密封好。 使水銀壓強(qiáng)計(jì)的A管水銀面與B管水銀面一樣高，并將B管水銀面

4、的位置記下來(lái)。（室溫）（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程 將燒瓶置于食鹽加碎冰溶化的混合物中，燒瓶要完全沒(méi)入。（請(qǐng)學(xué)生估測(cè)發(fā)生的現(xiàn)象）現(xiàn)象：燒瓶中氣體體積減小，B管中水銀面上升，A管中水銀面下降。氣體壓強(qiáng)減小。措施：請(qǐng)學(xué)生討論此時(shí)怎樣移動(dòng)A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。 將燒瓶完全置于冰水混合物中。（請(qǐng)學(xué)生估測(cè)發(fā)生的現(xiàn)象）現(xiàn)象：燒瓶中氣體體積仍小于室溫時(shí)的標(biāo)記體積，B管中水銀面仍高于A管中水銀面，但A、B兩管中水銀面高度差減少。措施：仍請(qǐng)學(xué)生回答此時(shí)怎樣移動(dòng)A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。 將燒瓶完全置于30 的溫水中。（

5、請(qǐng)學(xué)生估測(cè)發(fā)生的現(xiàn)象）現(xiàn)象：B管中水銀面低于標(biāo)記位置，A管中水銀面高于標(biāo)記位置。措施：請(qǐng)學(xué)生討論應(yīng)怎樣移動(dòng)A管，才能使B管中的水銀面恢復(fù)到初始標(biāo)記位置。記下此時(shí)A、B管中水銀面的高度差。 將燒瓶再分別完全置于45的溫水中，60、75的熱水中，重復(fù)上述過(guò)程。（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456氣體溫度()-20030456075氣體壓（mmHg）      請(qǐng)學(xué)生計(jì)算：（1）以0氣體壓強(qiáng)為參照，氣體溫度每升高1，增加的壓強(qiáng)值是0時(shí)氣體壓強(qiáng)值的多少分之一。（2）以0氣體壓強(qiáng)為參照，氣體溫度每降低1，減少的壓強(qiáng)值是0時(shí)氣體壓強(qiáng)值的多少分之

6、一。（6）圖象（以實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，此處僅為示意圖）由此圖象，可寫(xiě)出如下方程：其中k為斜率精確的實(shí)驗(yàn)指出3實(shí)驗(yàn)結(jié)論查理定律1787年法國(guó)科學(xué)家查理通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)所有氣體都遵從定律查理。適用條件：溫度不太低；壓強(qiáng)不太大。微觀解釋?zhuān)赫?qǐng)學(xué)生自學(xué)課本。例1. 某個(gè)汽缸中有活塞封閉了一定質(zhì)量的空氣，它從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,其壓強(qiáng)p和溫度T的關(guān)系如圖所示，則它的體積（ ）A.增大 B.減小C.保持不變 D.無(wú)法判斷解析:由圖可知,氣體從A變化到B的過(guò)程中，AB連線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，即壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，所以是等容變化，體積一定保持不變。二、氣體的等壓變化：1等壓變化：當(dāng)壓強(qiáng)(p) 保持不變時(shí),體積(V)和溫度(T)之間的關(guān)系。2蓋·呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)p保持不變的情況下, 體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。3公式：例2. 如圖所示，有一根足夠長(zhǎng)的上端開(kāi)口的玻璃細(xì)管，玻璃管中用h=10cm的水銀柱封閉了一段氣體，當(dāng)溫度為27時(shí)，氣體的長(zhǎng)度為l=20cm?，F(xiàn)給氣體加熱，使水銀柱上升5cm，求此時(shí)玻璃管中氣體的溫度。（設(shè)大氣壓強(qiáng)）解析：根據(jù)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(jù)蓋·呂薩克定律有：，代入數(shù)據(jù)解得：，即102。突破反思本