第2課時氣體的等溫變化教學設計一、教材分析1、教材版本與章節(jié)教材為人教版選擇性必修第三冊第二章第二節(jié)《氣體的等溫變化》2、教材地位與作用這部分內容是在學生對氣體狀態(tài)參量有了一定認識的基礎上進行學習的。玻意耳定律是學生接觸的第一個氣體定律，它描述了一定質量的理想氣體在溫度不變時壓強隨體積變化的關系。這一內容在高考中是必考內容，常涉及活塞與氣缸模型、水銀與玻璃管模型、變質量的氣體模型等題目靈活多變，學生如果掌握好這部分知識比較容易得分。二、學情分析現(xiàn)在大部分學生主動學習能力差，學習態(tài)度不端正。他們雖然掌握了一些理論知識，但不會遷移運用，同時學生的動手操作能力差。所以在教學過程中，要通過教師引導實驗，讓學生在自主參與實驗中獲得知識的體驗過程，從而提高學生學習的積極性。［學習目標］1.知道玻意耳定律的內容、公式及適用條件，能用玻意耳定律解答有關問題(重難點)。2.理解等溫變化的圖像，并能利用圖像分析實際問題(重點)。一、玻意耳定律及其應用1.玻意耳定律一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比。2.公式pV=C(C是常量)或p1V1=p2V2。3.條件氣體的質量一定，溫度不變。1.國慶放假，小明帶弟弟去湖邊游玩，弟弟看到湖水中魚兒吐出小氣泡，非常開心。小明回家后，給弟弟畫了一幅魚兒在水中吐氣泡的圖，如圖所示。若湖水的溫度恒定不變，你認為他畫得(填“對”或“不對”)，原因是。(請運用物理知識簡要說明)答案不對氣泡上升過程中，溫度不變，氣泡內氣體壓強不斷減小，體積不斷增大2.一定質量的氣體溫度升高時，pV=C中的C的數(shù)值是怎樣變化的？為什么？答案增大。若一定質量的氣體的體積保持不變，當溫度升高時，壓強會增大，故C值變大。例1一定質量的氣體，壓強為3atm，保持溫度不變，當壓強減小了2atm時，體積變化了4L，則該氣體原來的體積為()A.43L C.83L 答案B解析設該氣體原來的體積為V1，由氣體等溫變化規(guī)律知壓強減小時，氣體體積增大，即3V1=(3-2)·(V1+4L)，解得V1=2L，B正確。例2玻璃瓶可作為測量水深的簡易裝置。如圖所示，潛水員在水面上將80mL水裝入容積為380mL的玻璃瓶中，擰緊瓶蓋后帶入水底，倒置瓶身，打開瓶蓋，讓水進入瓶中，穩(wěn)定后測得瓶內水的體積為230mL。將瓶內氣體視為理想氣體，全程氣體不泄漏且溫度不變。大氣壓強p0取1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，水的密度取1.0×103kg/m3。求水底的壓強p和水的深度h。答案2.0×105Pa10m解析對瓶中所封的氣體，由玻意耳定律可知p0V0=pV，即1.0×105Pa×(380-80)mL=p×(380-230)mL，解得p=2.0×105Pa，根據(jù)p=p0+ρgh，解得h=10m。例3(2024·廣東省模擬)一定質量的理想氣體被一個質量為m=5kg、橫截面積為S=25cm2的活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內。汽缸壁導熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時活塞下表面相對于汽缸底部的高度為25cm，外界的溫度為27°；現(xiàn)將一物塊輕放在活塞的上表面，平衡時，活塞下降了5cm。已知外界大氣壓強為p0=1×105Pa，重力加速度大小g=10m/s2。求：(1)初始狀態(tài)封閉氣體的壓強；(2)物塊的質量M。答案(1)1.2×105Pa(2)7.5kg解析(1)設初始汽缸內氣體壓強為p1，放上物塊后穩(wěn)定時，汽缸內氣體壓強為p2，根據(jù)平衡條件得p1S=p0S+mg解得p1=1.2×105Pa。(2)初始氣柱高度h1=25cm，再次穩(wěn)定后氣柱高度h2=25cm-5cm=20cm由玻意耳定律得p1h1S=p2h2S解得p2=1.5×105Pa由平衡條件有p2S=p0S+(M+m)g解得M=7.5kg。應用氣體等溫變化規(guī)律解題的一般步驟1.確定研究對象，并判斷是否滿足氣體等溫變化規(guī)律的條件。2.確定初、末狀態(tài)及狀態(tài)參量(p1、V1)、(p2、V2)。3.根據(jù)氣體等溫變化規(guī)律列方程求解(注意統(tǒng)一單位)。4.注意分析隱含條件，作出必要的判斷和說明。特別提醒確定氣體壓強或體積時，只要初、末狀態(tài)的單位統(tǒng)一即可，沒有必要都轉換成國際單位制的單位。二、氣體等溫變化的p-V圖像或p-1V1.氣體的壓強p隨體積V的變化關系如圖所示，圖線的形狀為雙曲線的一支，它描述的是溫度不變時的p-V關系，稱為等溫線。2.一定質量的氣體，不同溫度下的等溫線是不同的。1.如圖所示為一定質量的氣體在不同溫度下的p-V圖線，T1和T2哪一個大？為什么？答案T2大。一定質量的氣體，溫度越高，氣體壓強與體積的乘積必然越大，在p-V圖像上的等溫線離坐標原點越遠。2.如圖所示為一定質量的氣體在不同溫度下的p-1V圖線，T1和T2答案T2大。直線的斜率表示p與V的乘積，斜率越大，p與V乘積越大，溫度越高。例4如圖所示是一定質量的某種氣體狀態(tài)變化的p-V圖像，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，關于氣體的溫度和分子平均速率的變化情況，下列說法正確的是()A.都一直保持不變B.溫度先升高后降低C.溫度先降低后升高D.平均速率先減小后增