第三章第2節(jié) 氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像表示及微觀解釋

二、氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像表示及微觀解釋教目1.會(huì)用圖像描述氣體實(shí)驗(yàn)定律在－V－和V－T三種圖中描繪三種等值變化過(guò)程。2．經(jīng)歷“討論交流”過(guò)程，探圖像中所隱含的物理意義。培養(yǎng)學(xué)生積極參與，樂(lè)于合作、溝通，勇于發(fā)表自己見(jiàn)解的精神。3．能對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律做微觀解。重難重點(diǎn)：運(yùn)用圖像分析氣體狀態(tài)變化過(guò)程難點(diǎn)：氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋設(shè)思上節(jié)課通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了氣體實(shí)驗(yàn)定律利用數(shù)學(xué)工具――圖像進(jìn)一步研究氣體實(shí)驗(yàn)定律使得氣體狀態(tài)變化過(guò)程的究更為直觀關(guān)參量的變化特征一目了然并通過(guò)相關(guān)習(xí)題的練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)表達(dá)物理規(guī)律的能力學(xué)生運(yùn)用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)方法對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律逐個(gè)進(jìn)行解釋要繞壓強(qiáng)的微觀意義進(jìn)行解釋助生建立起宏觀現(xiàn)象的微觀圖景，使學(xué)生對(duì)熱學(xué)知識(shí)有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。教資《體實(shí)驗(yàn)定律的圖像表示及微觀解釋》多媒體課件教設(shè)【課堂引入】問(wèn)題氣體實(shí)驗(yàn)定律除用十分簡(jiǎn)的公式表示可用什么數(shù)學(xué)工具更加直觀地表示呢？【課堂學(xué)習(xí)】學(xué)活一氣實(shí)定的象示問(wèn)題：氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像一般有三種－V圖pT圖－圖，等溫變化、等容變化和等壓變化分別在這三種圖像中如何表示？（先由學(xué)生根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)作出反映玻意耳定律、查理定律和蓋·呂薩克定律的圖像）觀察思考：反映等容變化和等壓化的圖線有什么特點(diǎn)？其下部為什么要用虛線表示？討論交流1：一定質(zhì)量的某種氣體在T、、三個(gè)度下發(fā)生等溫變化，相對(duì)應(yīng)的三條等溫線如圖所示，則T、、T的小關(guān)系如何？討論交流2：定質(zhì)量的某種氣體裝在容積分別為V、V、的個(gè)容器中，發(fā)生等容變化，相對(duì)應(yīng)的三條等容線如圖所示，則VVV的小關(guān)系如何？1

結(jié)論：坐標(biāo)原點(diǎn)“的溫線所代表的溫度越高斜率越大的等容線所代表的體積越小理分析等壓線所代的壓強(qiáng)大小關(guān)系）問(wèn)題2：溫變化、等容變化和等壓變化可以在其他兩種坐標(biāo)中表示出來(lái)嗎？1、等溫線：2、等容線：3、等壓線：例：圖甲中的實(shí)線表示1mol的理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)的p圖，變化過(guò)程是由狀態(tài)出，經(jīng)過(guò)BD各態(tài)，最后又回到狀態(tài)，試將全部過(guò)程準(zhǔn)確畫(huà)在圖乙所示的－圖中?！窘馕觥坑蓤D甲可知狀態(tài)的pV＝L，且氣體的量為1mol，這恰是標(biāo)況下的參2

數(shù)，所以T＝273（也可由克拉珀龍方程求得圖乙確定A點(diǎn)A，體做等壓變化，因?yàn)閂＝，所以T＝2T，圖乙中確定點(diǎn)。BBC氣體做等容變化，因?yàn)閜＝2，以T＝2T，在圖乙中確定C。CBCD，氣體等溫變化，且＝，圖乙中確定D點(diǎn)DCD→，體做等容變化，全過(guò)程如圖所示。學(xué)活二從觀度釋體驗(yàn)律問(wèn)題1體實(shí)驗(yàn)定律既能用公式表示能用圖像表示反了氣體宏觀物理之間的關(guān)系。怎樣從微觀分子分布與運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律呢？問(wèn)題2：體壓強(qiáng)是由于氣體分子對(duì)容器壁的頻繁碰撞造成的微上看取決于氣體分子的密集程度和分子的平均動(dòng)能這兩個(gè)方面氣的狀態(tài)參量發(fā)生變化時(shí)上個(gè)方面如何相互制約呢？1、對(duì)意耳定律的解釋?zhuān)阂欢ㄙ|(zhì)量的氣體做等溫變化時(shí)體分子的平均動(dòng)能是一定的體體積越小分子的密集程度越大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)越多，故而壓強(qiáng)越大。2、對(duì)理定律的解釋?zhuān)阂欢ㄙ|(zhì)量的氣體做等容變化時(shí)體子的密集程度不變當(dāng)溫度升高時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大運(yùn)速率增方面使得分子撞擊到器壁上單位面積上的分子數(shù)增多，同時(shí)撞擊力也增大，從而使得氣體壓強(qiáng)增大。3、對(duì)·呂薩克定律的解釋?zhuān)阂欢ㄙ|(zhì)量的氣體當(dāng)溫度升高時(shí)體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大會(huì)氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)增大要壓強(qiáng)保持不變須減小氣體分子的密集程度使單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積上碰撞的分子數(shù)減少，這在宏觀上表現(xiàn)為氣體體積增大?！菊n堂小結(jié)】問(wèn)題1：體實(shí)驗(yàn)定律的圖像一般有幾種？問(wèn)題2：溫線、等容線、等壓線分別有什么特點(diǎn)？問(wèn)題3：何從圖像中認(rèn)識(shí)狀態(tài)參量的變化？問(wèn)題4：何從微觀角度解釋氣體實(shí)驗(yàn)定律？3

【板書(shū)設(shè)計(jì)】第四節(jié)氣體驗(yàn)定律的圖像表及微觀解釋一、氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像表示、等線：、等線：、等線：二、氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1、對(duì)意耳定律的解釋2、對(duì)理定律的解釋3、對(duì)·呂薩克定律的解釋課反、為了將空氣裝入氣瓶?jī)?nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，下列圖象能正確表示過(guò)中空氣的壓強(qiáng)體積V關(guān)系的是（）、一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，如圖所示，下列說(shuō)法中正確的(Aab過(guò)中，氣體體積增大，壓強(qiáng)小B→c程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大C．ca過(guò)中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小D．→a過(guò)程中，氣體溫度升高，體積變

）、如圖所示圖上的abc表一定質(zhì)量某種氣體的狀態(tài)變化過(guò)程，這一過(guò)程在p-V圖的圖線正確的是（）、如圖所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)到狀態(tài)C的V—T圖，由圖象可知（）APPABB＜PCBC．＞PAD．PPCB

VO

A

BC

T、某同學(xué)用同一個(gè)注射器做了兩次驗(yàn)證玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)，操作完全正確，根據(jù)實(shí)數(shù)據(jù)卻在PV圖畫(huà)出了兩條不同的雙曲線如圖所示，造成這種情況的可能原因是（）4

3555335553A兩次實(shí)驗(yàn)中空氣質(zhì)量不同B兩次實(shí)驗(yàn)中溫度不同C．次實(shí)驗(yàn)中保持空氣質(zhì)量、溫度相同，但所取的氣體壓強(qiáng)的數(shù)據(jù)不同D．次驗(yàn)中保持空氣質(zhì)量、溫度相同，但所取的氣體體積的數(shù)據(jù)不同、一定質(zhì)量的氣體，在等溫條件下得出體積與強(qiáng)p的據(jù)如下表：V/m

0.500.400.250.20/×3.103.955.987.70⑴根據(jù)表格所給的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并畫(huà)出p-圖線可結(jié)論是。V⑵由所作圖線，求＝×10時(shí)該氣體體積是。⑶該圖線斜率大小和溫度的關(guān)系_______________________________________。參考答案：1、B2、3、4、5、AB6、⑴畫(huà)出圖線如圖所示，由圖看出，圖線為一過(guò)原點(diǎn)的直線，證明意耳定律是正確的，V即一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比。⑵由圖看出＝時(shí)得V＝0.17m。⑶由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圖像的斜率等于pV，根據(jù)氣態(tài)方程＝C可與T正比，則T有斜率越大值大，該氣體溫度越高。課測(cè)、在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚，第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)覺(jué)得很，不易拔出來(lái)，主要原因是

()A軟木塞受潮膨脹B瓶口因溫度降低而收縮變小C．天氣溫升高，大氣壓強(qiáng)變小D．內(nèi)體因溫度降低而使壓強(qiáng)減小、一定質(zhì)量某種氣體，狀態(tài)變化過(guò)程如－中ABC圖所示，其中BC為一段雙線．若將這一狀態(tài)變化過(guò)程表示在pT圖或V－圖，其中正確的是（）p

p

p

0

0

T

0

5

T

0

T

0

TA

B

C

D

T5-335T5-335、一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、、cd四個(gè)過(guò)程，其中bc的長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，垂于ab且水平軸行，與平，則氣體體積在()Aab程中不斷增加B過(guò)中保持不變C．過(guò)程中不斷增加D．da過(guò)程中保持不變、如圖所示，是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)B狀態(tài)C—圖，由圖象可知（）AV＝VAB

AB．V＝VBCC．V＜VBC

B

D．＞VA5、如圖所示，固定的導(dǎo)熱氣缸用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸置于溫度不變的環(huán)境中?，F(xiàn)用力使活塞緩慢地向上移動(dòng)，密閉氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化。下列圖像pV分－表示該氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能，E表該氣體子的平均動(dòng)能表單位體積內(nèi)氣體的k分子數(shù)，、為雙曲線，b、c直線。能正確反映上述過(guò)程的是（）、內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用