气体的等容变化和等压变化 说课稿

气体的等容变化和等压变化
教学目标
1．知识要求：
（1）知道什么是气体的等容变化过程；
（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；
（3）知道查理定律的适用条件；
（4）会用分子动理论解释查理定律。

2．能力要求：
通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力。

3．方法要求：
培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律。

教学重点：理解并掌握气体的等容和等压变化，学会用图像处理问题。

教学难点：气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。

掌握P-T、V-T图像及它们的物理意义。

教具：1．引入新课的演示实验：带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。

2．演示一定质量的气体保持体积不变时，压强与温度的关系
查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。

教学过程：
引入新课：
1、知道高压锅做饭的原理吗？
2、用手堵住注射器的口压缩越来越困难
由上一节可知气体的压强、体积、温度
三个状态参量之间存在一定的关系。

本节我们研究另外两种特殊情况：
一定质量的气体，在体积不变的条件下
其压强与温度变化时的关系及压强不变
的条件下其体积和温度的变化关系。

得出课题：
第二节气体的等容变化和等压变化
新课教学
一、气体的等容变化
1、气体在体积不变的状态下，压强随温度的变化叫做等容变化。

2、查理定律：
（1）文字描述：一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下，压强p 与热力学温度T 成正比。

或一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低） 1℃，增加（或减 少）的压强等于它0℃时压强的
1/273。

（2）图象描述：
在等容过程中，压强跟摄氏温度是
一次函数关系，不是简单的正比例
关系。

压强与热力学温度是正比例
函数关系。

（3）数学描述：
式中p 1、T 1和p 2、T 2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和温度。

3、查理定律的微观解释
一定质量（m ）的气体的总分子数（N ）是一定的，体积（V ）保持不变时，其单位体积内的分子数（n ）也保持不变，当温度（T ）升高时，其分子运动的平均速率（v ）也增大，则气体压强（p ）也增大；反之当温度（T ）降低时，气体压强（p ）也减小。

二、气体的等压变化
1、当压强保持不变时, 体积和温度之间的变化叫做等压变化。

2、盖-吕萨克定律
（1）文字描述：一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下, 压强p 与热力学温度T 成正比。

或一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或 减少）的体积等于它0℃时体积的1/273。

（2）图象描述：
（3）数学描述： 2211T
P T P =2121T T P P =
注：这里的C 和玻意耳定律、查理定律表达
式中的C 都泛指比例常数，它们并不相等。

式中V 1、T 1和V 2、T 2分别表示气体在1、2两个不同状态下的体积和温度。

(4)适用条件：
①压强不太大，温度不太低；
②气体的质量和压强都不变。

3、盖-吕萨克定律的微观解释
一定质量的理想气体的总分子数是一定的，要保持压强不变，当温度升高时，全体分子运动的平均速率V 会增加，那么单位体积内的分子数一定要减小（否则压强不可能不变），因此气体体积一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。

知识应用：
【例1】 容积为2 L 的烧瓶，在压强为1.0×105 Pa 时，用塞子塞住，此时温度为27 ℃，当把它加热到127 ℃时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27 ℃，求：
(1)塞子打开前的最大压强；
(2)27 ℃时剩余空气的压强。

解析：塞子打开前，瓶内气体的状态变化为等容变化。

塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解。

(1)塞子打开前，选瓶中气体为研究对象：
初态：p 1＝1.0×105 Pa ，T 1＝273 K ＋27 K ＝300 K
末态：p 2＝？，T 2＝273 K ＋127 K ＝400 K 由查理定律可得p 2＝T 2T 1×p 1＝400300
×1.0×105 Pa≈1.33×105 Pa 。

(2)塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象：
初态：p 1′＝1.0×105 Pa ，T 1′＝400 K
末态：p 2′＝？，T 2′＝300 K
由查理定律可得p 2′＝T 2′T 1′×p 1′＝300400
×1.0×105 Pa≈0.75×105 Pa 。

答案：(1)1.33×105 Pa (2)0.75×105 Pa
2121T
T V V =2211T V T V =
题后反思：明确研究对象，确认体积不变，选好初末状态，正确确定压强是正确运用查理定律的关键。

例2、一定质量的气体，27 ℃时体积为1.0×10－2m3，在压强不变的情况下，温度升高到100 ℃时体积为多少？
答案：1.24×10－2 m3
解析：初状态V1＝1.0×10－2 m3，
T
1
＝（27＋273）K＝300 K
末状态：V2?
T
2
＝（100＋273）K＝373 K
由V
1
T
1
＝
V
2
T
2
得V2＝
T
2
T
1
V
1
＝373
300
×1.0×10－2 m3≈1.24×10－2 m3。