气体的等容变化和等压变化教案

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8. 2、气体的等容变化和等压变化

一、 教学目标 1. 物理知识要求： （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•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•培养学生运用数学方法解决物理问题的能力一一由图象总结出查理定律。 二、 重点、难点分析

1•查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。

2•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。 三、 教具

1. 弓I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。 四、 主要教学过程 （一） 引入新课

我们先来看一个演示实验：

滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口， 把瓶子放入热 水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。

这个实验告诉我们： 一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时， 气体的压 强增大；当温度降低时，气体的压强减小。

请学生举一些生活中的实例。

下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变， 气体的压强随温度变化的规 律。

（二） 教学过程设计 1•气体的等容变化

结合演示实验的分析，弓I导学生得出：

气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化，也叫做等容变化。 2. 一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究 （1 ）实验装置一一查理定律演示器 请学生观察实物。

请学生结合实物演示，弄明白如下问题： ① 研究对象在哪儿

② 当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化 ③ 当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化 ④ 怎样保证瓶中气体的体积不变

⑤ 瓶中气体的压强怎样表示 （当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水 银面比A管中水银面高时）

（2 ）用气压计测量大气压强

po= ?mmHg

（注意水银气压计的读数方法。）

请两位学生读出当时的大 气压强值。

（3）实验条件：一定质量的气体、一定的气体体积 请学生讨论：怎样保证实验条件 ① 烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计 温）

（4 ）实验过程

B管连接处密封好。

② 使水银压强计的 A管水银面与B管水银面一样高，并将 B管水银面的位置记 F来。（室


C,增加的压强值是

① 将烧瓶置于食盐 加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。 （请学生估测发 生的现象）

现『象：烧瓶中气体体积减小， B管中水银面上升，A管中水银面下降。气体压强 减小。

措施：请学生讨论此时怎样移动 A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位 置。 记下此时 A B管中水银面的高度差。

② 将烧瓶完全置于冰水混合物中。（请学生估测发生的现象）

现象：烧瓶中气体体积仍小 于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于 A管中水 银面，但A B两管中水银面高度差减少。

措施：仍请学生回答此时怎样移动 A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位 置。 记下此时A B管中水银面的高度差。

③ 将烧瓶完全置于30 C的温水中。（请学生估测发生的现象） 现象：B管中水银面低于标记位置， A管中水银面高于标记位置。 请学生计算: 措施：请学生讨论应怎样移动 A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。

记下此时 A B管中水银面的高度差。 ④ 将烧瓶再分别完全置于 45C的温水中，60C、75C的热水中，重复上述过程。 0C时气体

（5）实验数据表格

实验次数 1 2 匚3 4 5 06C 时气体 气体温度

30

45

75

（C）

20

0

60

气体压强













mmHg

mmHg??????????% 室温

C

（1）以0 C气体压强为参照，气体温度每升高 压强值的多少分之一。

（2）以0C气体压册为参照宀体温度每降低

1C,减少的压强值是

压强值的多少分之一。

（6 ））图象（以实际实验数据为准，此处仅为示意图）

由此图象，可写出如下方程:

p=p0+kt

其中k为斜率

-

精确的实验指出t外推=-2「73C

3. 实验结论一一查理定律

1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从定律查理。 适用条件：

①温度不太低；②压强不太大。 微观解释：请学生自学课本。

4. 查理定律的应用

例1 ?一定质量的气体，保持体积不变，温度从1C升高到5C,压强的增量为2.0

x 10 Pa3

，则[???]

A. 它从5C升高到10C，压强增量为 2.0 x 103Pa B. 它从15C升高到20C，压强增量为 2.0 x 103Pa

C. 它在0C时，压强约为 1.4 x 105Pa 答案：G （解题过程略） 例2?密闭容器内装有一定质量的气体，当温度升高 5C时，气体

答案：227 C （解题过程略）

1




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（三）课堂小结

1•一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，温度每升高（或降 2. 查理定律可以用 p-t图线来表示。

3 •查理定律是个实验定律。不论什么气体，只要符合压强不太大（和大气压比 较）、温度不太

低（和室温比较）的条件，都近似地符合这个定律。

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