8.1 气体的等温变化教案

第一节气体的等温变化

一、教学目标

1、理解一定质量的气体在温度不变的情况下压强与体积的关系。

2、学会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图像进行对实验数据的处理与分析，体验科学探究过程。

3、通过对实验数据的分析与评估，培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。

4、在实验探究过程中，培养学生相互协作的精神。

二、教学重点与难点

重点：一定质量的理想气体在温度不变的条件下，压强和体积的关系．

难点：让学生养成分析气体变化过程、确定初始条件的习惯．

三、教学方法与建议

问题情景式、探究实验法

五、教学过程

（一）引入新课

教师首先提出问题：在炎热的夏天，给自行车胎打气应注意什么？让学生进行讨论，得到一定质量的气体在温度升高后，压强要增大的结论。要求学生列举生活中的实例，如夏天的啤酒瓶易爆破，氧气罐不宜放在强烈的太阳光下……

再次提问：用什么方法可以使凹瘪的乒乓球恢复原状？

在学生提出可以放入热水中使其恢复原状后，询问其理由是什么？并进一步提出思考：一定质量的气体，其温度、体积、压强之间有怎样的定量关系？

（二）进行新课

1、探究实验

（1）实验原理

①研究对象：一定质量的某种气体。本实验采用注射器封闭一段空气柱的方法，来得到一定质量的研究对象。

②研究方法：控制变量法。本节课研究气体的等温变化，故应保持气体的温度不变，研究体积和压强之间的关系。实验中，通过缓慢改变气体的体积，以使其温度保持与环境温度相同，而实现温度不变。

（2）实验设计

①实验装置：结合课本图8.1—1，介绍实验装置各部分的作用。

②数据采集：空气柱的压强P可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度L与横截面积S的乘积就是它的体积V。

③实验过程：用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据，记入表格中。

④数据处理：根据实验数据，找到温度不变时，气体压强与体积的定量关系。很容易发现，体积越小压强就越大。猜想：压强是否与体积成反比？可以通过图像来检验这个猜想。即以压强为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，将数据描点作图。若图像中各点位于过原点的同一条直线上，说明压强与体积成反比；若不是，再作其它猜想和检验。

⑤要考虑的问题：结合实验过程，请思考：是否一定要测量空气柱的横截面积？玻璃管侧的刻度不均匀，对实验结果的可靠性是否有影响？测量体积时误差主要出在哪里？怎样减小这个误差？

2、玻意耳定律

（1）玻意耳定律是实验定律，由英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验独立发现的。

（2）文字表述：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比；或一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积的乘积是不变的。

（3）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。即常温常压下的一定质量气体

（4）公式表述：P1V1=P2V2或PV＝C

（5）图象表述：等温线。

①回顾图象法处理实验数据过程，进一步明确P－V图上等温变化图线的物理意义：

一定质量的某种气体在等温变化过程中压强p跟体积V的反比关系，在p-V 直角坐标系中表示出来的图线叫等温线。

②一定质量的气体等温线的p-V图是双曲线的一支。

③等温线的物理意义：图线上的一点表示气体的一个确定的状态。同一条等温线上各状态的温度相同，p与V 的乘积相同。不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。

[例题]一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打一次就把1atm的空气打进去125ml,如果足球在打气前就已是球形，内部空气压强为1atm,打了20次以后,足球内部空气的压强为?

（三）课堂总结

请学生总结本节课的内容。

（四）课后作业

课本P20“问题与练习”第2题书面作业，第3题课后思考。