1、新課標(biāo)人教版課件系列,高中物理 選修3-3,第八章氣體,8.1氣體的等溫變化,教學(xué)目標(biāo),1知識要求： （1）知道什么是等溫變化；（2）知道玻意耳定律是實驗定律；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 p-V 圖象的物理意義（4）知道用分子動理論對玻意耳定律的定性解釋； （5）會用玻意耳定律計算有關(guān)的問題。 2能力要求： 通過對演示實驗的研究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力和從實驗得出物理規(guī)律的能力。 3方法要求： 當(dāng)需要研究兩個以上物理量間的關(guān)系時，先保持某個或某幾個物理量不變，從最簡單的情況開始研究，得出某些規(guī)律，然后再進(jìn)一步研究所涉及的各個物理量間的關(guān)系。,二、

2、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1重點(diǎn)是通過實驗使學(xué)生知道并掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，理解 p-V 圖象的物理意義，知道玻意耳定律的適用條件。 2學(xué)生往往由于“狀態(tài)”和“過程”分不清，造成抓不住頭緒，不同過程間混淆不清的毛病，這是難點(diǎn)。在目前這個階段，有相當(dāng)多學(xué)生尚不能正確確定密閉氣體的壓強(qiáng)。 三、教具 1定性演示一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。橡皮膜（或氣球皮）、直徑為5cm左右兩端開口的透明塑料筒（長約25cm左右）、與筒徑匹配的自制活塞、20cm6cm薄木板一塊。 2較精確地演示一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系實驗儀器。,1、溫度,2、體積,3、壓強(qiáng),

3、熱力學(xué)溫度T ：開爾文 T = t 273 K,體積 V 單位：有L、mL等,壓強(qiáng) p 單位：Pa（帕斯卡）,氣體的狀態(tài)參量,復(fù)習(xí),問題,引入,一定質(zhì)量的氣體，它的溫度、體積和壓強(qiáng)三個量之間變化是相互對應(yīng)的。我們?nèi)绾未_定三個量之間的關(guān)系呢？,方法研究,引入,在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個物理量之間的關(guān)系時，往往采用“保持一個量不變，研究其它兩個量之間的關(guān)系，然后綜合起來得出所要研究的幾個量之間的關(guān)系”，, 控制變量的方法,問題,引入,我們在以前的學(xué)習(xí)中，也曾經(jīng)采用過“控制變量的方法”來研究三個變量之間的關(guān)系： 1、牛頓第二定律（、F、m）； 2、,引言,引入,今天，我們便來研究氣體的三個狀態(tài)參量T

4、、V、p之間的關(guān)系。 首先，我們來研究：當(dāng)溫度（ T ）保持不變時，體積（ V ）和壓強(qiáng)（ p ）之間的關(guān)系。,授課,氣體的等溫變化,1、等溫變化： 氣體在溫度不變的狀態(tài)下，發(fā)生的變化叫做等溫變化。,2、實驗研究,實驗,2、實驗研究,（1）實驗?zāi)康模?在溫度保持不變時，研究一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系,（2）實驗裝置1 實驗裝置2,（3）實驗數(shù)據(jù)的測量及分析,演示實驗(看課本）,實驗,（1）研究的是哪一部分氣體?,（2）怎樣保證 T 不變?,（4）如何測 V ?,（3）如何改變 p ?,根據(jù)高度差,實驗數(shù)據(jù)的處理,實驗,V,1,2,3,0,1,2,3,4,實驗,1/V,1,2,3,0,0.2

5、,0.4,0.6,0.8,實驗,在溫度不變時，壓強(qiáng)p和體積V成反比。,結(jié)論,實驗結(jié)論,2、公式表述：pV=常數(shù) 或p1V1=p2V2,3、圖像表述：,1、文字表述：一定質(zhì)量某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比。,需要注意的問題,研究對象:一定質(zhì)量的氣體 適用條件:溫度保持不變化 適用范圍：溫度不太低，壓強(qiáng)不太大,說明,結(jié)論:t3t2t1,例題 一個足球的體積是2.5L。用打氣筒給這個足球打氣，每一次都把體積為125mL,壓強(qiáng)與大氣壓相同的氣體打進(jìn)球 內(nèi)。如果在打氣前足球已經(jīng)是球形并且里面的壓強(qiáng)與大氣壓相同，打了20次后，足球內(nèi)部空氣的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍？你在得出結(jié)論時考慮到了什

6、么前提？實際打氣時能滿足你的前提嗎？,8.2氣體的等容變化和等壓變化,教學(xué)目標(biāo),1知識要求： （1）知道什么是氣體的等容變化過程； （2）掌握查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式；理解p-t圖象的物理意義； （3）知道查理定律的適用條件； （4）會用分子動理論解釋查理定律。 2能力要求： 通過演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和實驗研究能力。 3方法要求： 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力由圖象總結(jié)出查理定律。,重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式、圖象及適用條件是重點(diǎn)。 2氣體壓強(qiáng)和攝氏溫度不成正比，壓強(qiáng)增量和攝氏溫度成正比；氣體原來的壓強(qiáng)、氣體在零攝氏度的壓強(qiáng)，這些內(nèi)容易混淆。 教

7、具 1引入新課的演示實驗 帶有橡皮塞的滴液瓶、加熱裝置。 2演示一定質(zhì)量的氣體保持體積不變時，壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系 查理定律演示器、水銀氣壓計、攪棒、食鹽和適量碎冰、溫度計、保溫套、容器。,一、等容過程,1等容過程：氣體在體積不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程叫做等容過程 2一定質(zhì)量氣體的等容變化,3查理定律：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（ p T ） ,可寫成或,（1）查理定律是實驗定律，由法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的 （2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變,（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān) 注意：p與熱力學(xué)溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比，

8、但壓強(qiáng)的變化p與攝氏溫度t的變化成正比 （4）一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的 （5）解題時前后兩狀態(tài)壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一,4等容線 （l）等容線：一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過程中，壓強(qiáng)p跟熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系pT在直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等容線 （2）一定質(zhì)量氣體的等容線pT圖象，其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反映體積大小，如圖所示,（3）一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義 圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等容線上各狀態(tài)的體積相同 不同體積下的等容線，斜率越大，體積越?。ㄍ粶囟认?，壓強(qiáng)大的體積?。┤鐖D所示，V2V1,應(yīng)用,汽車、拖拉機(jī)里的內(nèi)

9、燃機(jī)，就是利用氣體溫度急劇升高后壓強(qiáng)增大的原理，推動氣缸內(nèi)的活塞做功 打足了氣的車胎在陽光下曝曬會脹破 水瓶塞子會迸出來,二、等壓過程,1等壓過程：氣體在壓強(qiáng)不變的情況下發(fā)生的狀態(tài)變化過程叫做等壓過程 2一定質(zhì)量氣體的等壓變化,3蓋呂薩克定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度成正比（ V T ）.,可寫成或,（1）蓋呂薩克定律是實驗定律，由法國科學(xué)家蓋呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)的 （2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變,（3）在 V/=C 中的C與氣體的種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)有關(guān) 注意： V正比于T而不正比于t，但 Vt （4）一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度

10、，增加（或減?。┑捏w積是相同的 （5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一,4等壓線 （1）等壓線：一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系在VT直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等壓線 （2）一定質(zhì)量氣體的等壓線的VT圖象，其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反映壓強(qiáng)大小，如圖所示,（3）一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義 圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強(qiáng)相同 不同壓強(qiáng)下的等壓線，斜率越大，壓強(qiáng)越小（同一溫度下，體積大的壓強(qiáng)?。┤鐖D所示21 ,小結(jié)：,一定質(zhì)量的氣體在等容變化時，遵守查理定律 一定質(zhì)量的氣體在等壓變化時，遵守蓋呂薩克定律,可寫成或,可寫成或,例題1

11、某種氣體在狀態(tài)時壓強(qiáng)2105Pa,體積為1m3,溫度為200K,(1)它在等溫過程中由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,狀態(tài)B 的體積為2m3,求狀態(tài)B 的壓強(qiáng).(2)隨后,又由狀態(tài)B 在等容過程中變?yōu)闋顟B(tài)C ,狀態(tài)C 的溫度為300K,求狀態(tài)C 的壓強(qiáng).,解(1)氣體由狀態(tài)A 變?yōu)闋顟B(tài)B 的過程遵從玻意耳定律. 由pAVA= PBVB, PB=105Pa (2)氣體由狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的過程遵從查理定律. 由 pc=1.5105Pa,8.3理想氣體的狀態(tài)方程,教學(xué)目標(biāo),知識與能力 1知識要求： （1）初步理解“理想氣體”的概念。 （2）掌握運(yùn)用玻意耳定律和查理定律推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程的過程，熟記理想氣體狀態(tài)方

12、程的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能正確運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程解答有關(guān)簡單問題。 （3）熟記蓋呂薩克定律及數(shù)學(xué)表達(dá)式，并能正確用它來解答氣體等壓變化的有關(guān)問題。 2通過推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程及由理想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)蓋呂薩克定律的過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。 3通過用實驗驗證蓋呂薩克定律的教學(xué)過程，使學(xué)生學(xué)會用實驗來驗證成正比關(guān)系的物理定律的一種方法，并對學(xué)生進(jìn)行“實踐是檢驗真理唯一的標(biāo)準(zhǔn)”的教育。,重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1理想氣體的狀態(tài)方程是本節(jié)課的重點(diǎn)，因為它不僅是本節(jié)課的核心內(nèi)容，還是中學(xué)階段解答氣體問題所遵循的最重要的規(guī)律之一。 2對“理想氣體”這一概念的理解是本節(jié)課的一個難點(diǎn)，因為這一概念對中學(xué)生來講十分

13、抽象，而且在本節(jié)只能從宏觀現(xiàn)象對“理想氣體”給出初步概念定義，只有到后兩節(jié)從微觀的氣體分子動理論方面才能對“理想氣體”給予進(jìn)一步的論述。另外在推導(dǎo)氣體狀態(tài)方程的過程中用狀態(tài)參量來表示氣體狀態(tài)的變化也很抽象，學(xué)生理解上也有一定難度。 教具 1氣體定律實驗器、燒杯、溫度計等。,一.理想氣體,假設(shè)這樣一種氣體，它在任何溫度和任何壓強(qiáng)下都能嚴(yán)格地遵循氣體實驗定律,我們把這樣的氣體叫做“理想氣體”。,理想氣體具有以下特點(diǎn):,1.氣體分子是一種沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu),不占有體積的剛性質(zhì)點(diǎn).,2.氣體分子在運(yùn)動過程中,除碰撞的瞬間外,分子之間以及分子和器壁之間都無相互作用力.,3.分子之間和分子與器壁之間的碰撞,都是

14、完全彈性碰撞.除碰撞以外,分子的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動,各個方向的運(yùn)動機(jī)會均等.,理想氣體是不存在的.,在常溫常壓下,大多數(shù)實際氣體,尤其是那些不易液化的氣體都可以近似地看成理想氣體.,在溫度不低于負(fù)幾十?dāng)z氏度,壓強(qiáng)不超過大氣壓的幾倍時,很多氣體都可當(dāng)成理想氣體來處理.,理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定 ,與氣體的體積無關(guān).,二.推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)方程,對于一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)可用三個狀態(tài)參量p、V、T來描述，且知道這三個狀態(tài)參量中只有一個變而另外兩個參量保持不變的情況是不會發(fā)生的。換句話說：若其中任意兩個參量確定之后，第三個參量一定有唯一確定的值。它們共同表征一定質(zhì)量理想氣體的唯一確定的一

15、個狀態(tài)。,假定一定質(zhì)量的理想氣體在開始狀態(tài)時各狀態(tài)參量為（p1，V1，T1），經(jīng)過某變化過程，到末狀態(tài)時各狀態(tài)參量變?yōu)椋╬2，V2，T2），這中間的變化過程可以是各種各樣的.,假設(shè)有兩種過程：,第一種：從（p1，V1，T1）先等溫并使其體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V2，T1）再等容并使其溫度變?yōu)門2，則其壓強(qiáng)一定變?yōu)閜2，則末狀態(tài)（p2，V2，T2）。,第二種：從（p1；V1，T1）先等容并使其溫度變?yōu)門2，則壓強(qiáng)隨之變?yōu)閜c，此中間狀態(tài)為（pc，V1，T2），再等溫并使其體積變?yōu)閂2，則壓強(qiáng)也一定變?yōu)閜2，也到末狀態(tài)（p2，V2，T2）。,根據(jù)玻意耳定律和查理定律，分

16、別按兩種過程，自己推導(dǎo)理想氣體狀態(tài)過程。（即要求找出p1、V1、T1與p2、V2、T2間的等量關(guān)系。）,三.理想氣體的狀態(tài)方程,一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個常數(shù)。,使用條件:,一定質(zhì)量的某種理想氣體.,恒量由兩個因素決定:,1.理想氣體的質(zhì)量.,2.理想氣體的種類.,氣體的物質(zhì)的量決定,不同種類的理想氣體,具有相同的狀態(tài),同時具有相同的物質(zhì)的量,這個恒量就相同.,例題一:見課本P.29,例題 二:一水銀氣壓計中混進(jìn)了空氣，因而在27，外界大氣壓為758毫米汞柱時，這個水銀氣壓計的讀數(shù)為738毫米汞柱，此時管中水銀面距管頂80毫米，當(dāng)溫度降至-3時，這個氣壓計的讀

17、數(shù)為743毫米汞柱，求此時的實際大氣壓值為多少毫米汞柱？,引導(dǎo)學(xué)生按以下步驟解答此題：,（1）該題研究對象是什么？,混入水銀氣壓計中的空氣,（2）畫出該題兩個狀態(tài)的示意圖：,（3）分別寫出兩個狀態(tài)的狀態(tài)參量：,p1=758-738=20mmHg V1=80Smm3（S是管的橫截面積）T1=273+27=300 K p2=p-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75Smm3,T2=273+（-3）=270K,解得 p=762.2 mmHg,8.4氣體熱現(xiàn)象的微觀意義,教學(xué)目標(biāo),知識與能力 1在物理知識方面的要求： （1）能用氣體分子動理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義，并能知道氣體的壓強(qiáng)

18、、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系。 （2）能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律。 2通過讓學(xué)生用氣體分子動理論解釋有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的微觀想像能力和邏輯推理能力，并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法。 3通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的分析，對學(xué)生滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學(xué)思維方法。,重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律是本節(jié)課的重點(diǎn)，它是本節(jié)課的核心內(nèi)容。 2氣體壓強(qiáng)的微觀意義是本節(jié)課的難點(diǎn)，因為它需要學(xué)生對微觀粒子復(fù)雜的運(yùn)動狀態(tài)有豐富的想像力。 教具 計算機(jī)控制的大屏幕顯示儀；自制的顯示氣體壓強(qiáng)微觀解釋的計算機(jī)軟件。,一.氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn),（1）氣

19、體間的距離較大，分子間的相互作用力十分微弱，可以認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用，每個分子都可以在空間自由移動，一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個容器空間,無一定的形狀和體積。,（2）分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞。氣體通過這種碰撞可傳遞能量，其中任何一個分子運(yùn)動方向和速率大小都是不斷變化的，這就是雜亂無章的氣體分子熱運(yùn)動。,（3）從總體上看氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運(yùn)動的分子數(shù)是均等的。,（4）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫

20、度升高時，平均速率會增大。,二.氣體壓強(qiáng)微觀解釋,1.氣體壓強(qiáng)是大量分子頻繁的碰撞容器壁而產(chǎn)生的.,2.影響氣體壓強(qiáng)的兩個因素:,(1)氣體分子的平均動能,從宏觀上看由氣體的溫度決定.,對確定的氣體而言，溫度與分子運(yùn)動的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運(yùn)動的平均速率越大.,(2)單位體積內(nèi)的分子數(shù)(分子密度),從宏觀上看由氣體的體積決定.,對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言，分子總數(shù)N是一定的，當(dāng)體積增大時，分子密度減小.,三.用氣體分子動理論解釋實驗三定律,1.解釋玻意耳定律,一定質(zhì)量（m）的理想氣體，其分子總數(shù)（N）是一個定值，當(dāng)溫度（T）保持不變時，則分子的平均速率（v）也保持不變，當(dāng)其體積（V）增大幾倍時，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）變?yōu)樵瓉淼膸追种唬虼藲怏w的壓強(qiáng)也減為原來的幾分之一；反之若體積減小為原來的幾分之一，