《气体状态参量 体积》 学历案

《气体状态参量体积》学历案
一、学习目标
1、理解气体体积的概念，明确其物理意义。

2、掌握测量气体体积的方法和常用工具。

3、了解气体体积与温度、压强等其他状态参量的关系。

4、能够运用气体体积的知识解决实际问题。

二、学习重难点
1、重点
（1）气体体积的定义和单位。

（2）气体体积的测量方法。

2、难点
（1）理解气体体积与其他状态参量的相互影响。

（2）在实际问题中准确运用气体体积的相关知识。

三、知识回顾
在学习气体体积之前，我们先来回顾一下已经学过的关于物质状态的一些知识。

我们知道，物质通常存在三种状态：固态、液态和气态。

固态物质具有固定的形状和体积，分子排列紧密有序；液态物质具有一定的体积，但形状不固定，分子之间的距离较固态稍大，分子的运动相对自由；而气态物质既没有固定的形状，也没有固定的体积，分子之间的距离较大，分子的运动非常自由。

那么，气体的状态是由哪些物理量来描述的呢？这就引出了我们今天要学习的气体状态参量——体积。

四、气体体积的概念
气体体积是指气体分子所能达到的空间范围。

它是描述气体状态的一个重要参量。

想象一个封闭的容器，里面充满了气体。

气体分子在容器内不断地运动、碰撞，它们所能充满的整个空间大小就是气体的体积。

需要注意的是，气体体积不是指气体分子本身的体积之和，因为气体分子之间的距离相对较大，分子本身的体积相比于整个气体所占据的空间可以忽略不计。

气体体积的单位通常有立方米（m³）、升（L）、毫升（mL）等。

在国际单位制中，标准的体积单位是立方米。

例如，一个气球中充满了气体，气球的大小就决定了气体的体积。

如果气球的形状发生了变化，气体的体积也会随之改变。

五、气体体积的测量
要测量气体的体积，需要根据不同的情况选择合适的方法和工具。

1、直接测量法
对于一些形状规则的容器中的气体体积，可以通过测量容器的几何尺寸来计算。

例如，一个长方体的容器，我们知道它的长、宽、高，就可以用公式：体积＝长×宽×高来计算气体体积。

2、排水法
对于不溶于水的气体，可以使用排水法来测量其体积。

将气体通过导管通入装满水的倒置量筒中，排出的水的体积就等于气体的体积。

3、注射器测量法
如果气体的量较少，可以使用注射器来测量。

读取注射器刻度的变化，就可以得到气体的体积。

六、气体体积与其他状态参量的关系
气体的状态参量包括体积、温度、压强。

它们之间存在着密切的关系。

1、体积与温度的关系
当压强不变时，气体的体积随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。

这就是查理定律。

例如，在炎热的夏天，车胎中的气体体积会因为温度升高而膨胀，如果车胎的容积不变，内部压强就会增大，可能导致爆胎。

2、体积与压强的关系
当温度不变时，气体的体积随压强的增大而减小，随压强的减小而
增大。

这就是玻意耳定律。

比如，一个密封的气罐，当我们向外抽取气体时，气罐内的压强减小，气体体积就会增大。

七、实际应用
气体体积的知识在生活和生产中有很多实际应用。

1、轮胎充气
了解气体体积与温度、压强的关系，对于正确给轮胎充气非常重要。

在不同的季节和气温条件下，需要调整轮胎的充气压力，以保证行车
安全和轮胎的正常使用寿命。

2、热气球
热气球的上升和下降就是通过改变气球内气体的体积来实现的。

加
热气体，使其体积膨胀，密度减小，从而产生浮力，使热气球上升；
反之，冷却气体，体积减小，密度增大，热气球就会下降。

3、潜水设备
在潜水过程中，潜水员所携带的氧气瓶中的气体体积会随着深度的
增加而发生变化。

因为水压增大，气体体积会被压缩。

八、思考与练习
1、一个容积为 20L 的氧气瓶，在 20℃时，压强为 15MPa。

如果温度升高到 30℃，压强不变，氧气的体积会发生怎样的变化？
2、一个密封的容器中装有一定质量的气体，初始体积为 10m³，压
强为 2×10^5 Pa。

现将容器体积压缩到 5m³，温度不变，此时气体的压
强是多少？
3、用排水法测量一个不溶于水的气体的体积，排出的水的体积为500mL，此时的温度为 25℃，压强为 101kPa。

如果将温度升高到 30℃，压强不变，气体的体积是多少？
九、总结
通过本次学习，我们深入理解了气体体积这一重要的状态参量。

掌
握了气体体积的概念、测量方法，以及它与温度、压强等其他状态参
量的关系。

并且能够将这些知识应用到实际生活和问题解决中。

希望同学们在今后的学习和生活中，能够继续关注气体相关的现象
和问题，不断加深对物理知识的理解和应用。