氣體的等溫變化

【教學(xué)目標(biāo)】

1．知道什么是等溫變化。

2．知道玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式，知道定律的適用

條件。

3．理解氣體等溫變化的?圖象的物理意義。

4．知道用分子動(dòng)理論對(duì)?玻?意??耳定律的定性解釋。

5．會(huì)用玻意耳定律計(jì)算有關(guān)的問題。

【教學(xué)重點(diǎn)】

1．知道玻意耳定律是實(shí)驗(yàn)定律，掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式，知道定律的適用

條件。

2．理解氣體等溫變化的?圖象的物理意義。

【教學(xué)難點(diǎn)】

????

理解氣體等溫變化的?圖象的物理意義。

【教學(xué)過程】????

一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入

回顧氣體的狀態(tài)參量：溫度、體積、壓強(qiáng)。

思考：

一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強(qiáng)三個(gè)量之間變化是相互對(duì)應(yīng)的。

我們?nèi)绾未_定三個(gè)量之間的關(guān)系呢？

教師用幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生：

（1）吹氣球比賽

（2）觀察吊瓶中的水流

學(xué)生猜想：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積有什么關(guān)系？

我們要怎樣研究多個(gè)變量之間的關(guān)系？

對(duì)照牛頓第二定律的研究過程：

先保持m一定，研究加速度與力的關(guān)系，得到：a∝F；

再保持F一定，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，得到：a∝1/m。

我們把這種方法叫做控制變量法，同樣可以用這個(gè)方法來研究氣體狀態(tài)參量之間的

關(guān)系。

二、新課教學(xué)

（一）探究氣體等溫變化的規(guī)律

1．教師介紹實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置，并思考一下幾個(gè)問題：

①研究哪部分氣體？

②怎樣保證氣體溫度不變？

③空氣柱的壓強(qiáng)怎么??讀出？

④空氣柱的體積??怎樣表示？

⑤怎樣處理讀取?的?數(shù)據(jù)？

實(shí)驗(yàn)：氣體的等溫變化

2．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析

次數(shù)12345

壓強(qiáng)（×）3.02.52.01.51.0

5

體積（10）Pa1.31.62.02.74.0

繪制?圖象L

????

提問：該圖象是否可以說明與成反比？怎樣更加準(zhǔn)確地得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論？

繪制p-圖象

1????

?

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)和體積成反比。

（二）玻意耳定律????

通過以上實(shí)驗(yàn)總結(jié)：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積

????

成反比。這就是玻意耳定律。

1．文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反

比。????

2．公式表述：或。

3．圖象表述：??=??1?1=?2?2

關(guān)于玻意耳定律的討論

問題：圖象平面上的一個(gè)點(diǎn)代表什么？曲線代表什么？線段代表什么？一式

中的恒量是普適恒量嗎？??=?

（作?出一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的幾條等溫線，比較后由學(xué)生得出結(jié)論：恒

量隨溫度升高而增大）

4．圖象意義

（1）物理意義：反映壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系，圖線表示一個(gè)等溫“過程”。

（2）點(diǎn)的意義：圖線上每一個(gè)點(diǎn)表示某一“狀態(tài)”。

（3）結(jié)論：體積縮小到原來的幾分之一，壓強(qiáng)增大到原來的幾倍。體積增大到原

來的幾倍，它的壓強(qiáng)就減小為原來的幾分之一。

提問：下面的數(shù)據(jù)說明什么？

一定質(zhì)量的氦氣

壓強(qiáng)1atm500atm1000atm

實(shí)測(cè)體積1m31.36/500m32.0685/1000m3

計(jì)算體積1m31/500m31/1000m3

5．適用條件：壓強(qiáng)不太大（和大氣壓比較）、溫度不太低（和室溫比較）的各種氣

體。

拓展：你能推導(dǎo)出用密度形式表達(dá)的玻意耳定律嗎？你能用分子動(dòng)理論對(duì)玻意耳定

律作出解釋嗎？

例題1：一定質(zhì)量氣體的體積是20L時(shí)，壓強(qiáng)為1×105Pa。當(dāng)氣體的體積減小到

16L時(shí)，壓強(qiáng)為多大？設(shè)氣體的溫度保持不變。

答案：1.25×105Pa

教師總結(jié)：

用氣體定律解題的步驟

1．確定研究對(duì)象。被封閉的氣體（滿足質(zhì)量不變的條件）；

2．用一定的數(shù)字或表達(dá)式寫出氣體狀態(tài)的初始條件（1，1，1，2，2，2）；

3．根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程的特點(diǎn)，列出相應(yīng)的氣體公?式?（?本?節(jié)?課?中?就?是?玻?意?耳?定

律公式）；

4．將各初始條件代入氣體公式中，求解未知量；

5．對(duì)結(jié)果的物理意義進(jìn)行討論。

【深入學(xué)習(xí)】

氣體等溫變化的?圖象

一定質(zhì)量氣體等溫變化的?圖象是雙曲線?，?它?描?述的是溫度不變時(shí)的?關(guān)系，

稱為等溫線。????????

（1）等溫線是雙曲線的一支。

（2）溫度越高，其等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)。

問題：同一氣體，不同溫度下等溫線相同嗎？你能判斷哪條等溫線溫度較高嗎？你

是根據(jù)什么理由作出判的？

【練習(xí)鞏固】

1．對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，下列過程可能發(fā)生的是（）

A．氣體的溫度變化，但壓強(qiáng)、體積保持不變

B．氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變，而體積發(fā)生變化

C．氣體的溫度保持不變，而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化

D．氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化

答案：CD

2．一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時(shí)，壓強(qiáng)增大到原來的4倍，則氣體的體積變

為原來的（）

A．4倍B．2倍C．1/2D．1/4

答案：D

3．某容器的容積是10L，里面所盛氣體的壓強(qiáng)為2.0×106PA．如果溫度保持不變，

把這些氣體裝入另一個(gè)容器里，氣體的壓強(qiáng)變?yōu)?.0×105Pa，則此容器的容積是多大？

答案：200L

4．如圖所示，三個(gè)完全相同的試管內(nèi)分別由長(zhǎng)度相同的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的

氣體，已知大氣壓為p0，試管的橫截面積為S，管內(nèi)水銀柱的質(zhì)量為m。當(dāng)三支試管及

水銀均靜止時(shí)，管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)分別為多少？

【答案】p0p0+p0-

?g?g

5．用DIS研究一定質(zhì)?量氣體在?溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所

示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算

機(jī)逐一連接。

②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由