选修33教案《第八章气体的性质》汇总.docx
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选修33教案《第八章气体的性质》汇总
第八章气体的性质
1、气体的等温变化玻意耳定律
【教学目标】
1.知道什么是等温变化；2.知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件；3.理解气体等温变化的p-V图象的物理意义；4.知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释；5.会用玻意耳定律计算有关的问题。
【重点难点】
1.通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解p-V图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件；2．“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。
【教学用具】
橡皮膜（或气球皮）、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约25cm左右）、与筒径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块。
【教学过程】
（一）引入新课
1.吹气球比赛：
准备两个空矿泉水瓶，两瓶内装有气球，气球口和矿泉水瓶口重合并固定，瓶A事先扎了小孔，瓶B完好无损。
师：
现在请两个同学来进行一场吹气球比赛，看看谁能把气球吹得更大。
活动进行……
问：
请参加比赛的同学说说看，在瓶子力吹气球时有什么不同的感觉呢？
——关键词：
吃力 困难
问：
请同学分析一下，为什么B瓶中气球比A瓶中的更难以吹鼓起来呢？
——A瓶漏气、B瓶中不漏气
师：
可以利用身边资源进行验证一下，看看你的猜测是不是正确的。
——引导学生将A、B两瓶盖上盖子后压入水中，A瓶进了水，B瓶没有进水。
说明A瓶漏气。
——向全体同学展示两瓶的验证结果，明确A瓶漏气，故A瓶内气球更容易吹起来。
总结性问题1：
现在请同学们根据已有的知识解释一下，为什么在密闭的瓶子中更难将气球吹鼓呢?
——引导学生回答:
密闭瓶子中本身装有有一定量气体，当瓶中气球胀大时，瓶中气体被压缩，瓶中气体压强变大，使得吹大气球更加困难。
而漏气的瓶中的气体由于和外界连通，气压始终等于外界大气压，故吹起气球就和平时无异。
总结性问题2：
这个比赛告诉我们，对于质量一定的气体，其压强跟什么因素有关呢？
——体积
2.复原乒乓球：
师：
被踩扁的乒乓球，有什么办法将它复原吗？
——将球泡在热水中。
问：
哪位同学能解释一下热水能使乒乓球复原的原因呢？
——球内气体受热膨胀，将乒乓球体撑开。
问：
如果乒乓球被踩破了，还能使用热水复原吗？
——不能，受热膨胀，球内气体就从缝隙中溢出来，无法撑开乒乓球体。
总结性问题3：
由此可见，气体的体积、压强还跟什么因素有关呢？
——温度
3.开饮料瓶：
被摇晃后的可乐瓶、啤酒瓶打开的瞬间；炎热夏天给自行车轮胎充气的注意事项。
师：
在生活中大家都有这样的经验，炎热的夏天会避免给自行车轮胎充气太足，否则车轮会很容易发生爆胎。
这是为什么呢？
——夏天温度较高，气体高温膨胀使得车轮内气压过大，发生爆胎。
总结性问题4：
综上所述，要描述一定气体的状态时，我们必须要考虑到三个因素，分别是哪三个因素呢？
——温度、压强、体积。
总结性问题5：
现在请同学们回到课前的比赛，你们在分析瓶中气体的状态变化时，考虑到了温度变化这个因素了吗？
——没有
其实在刚才的分析中，不考虑温度的变化是一个明智的决定。
问：
为什么可以不考虑温度的变化呢？
——因为温度变化较小，可以认为恒等于室温。
总结：
在分析气体状态变化的过程中，如果气体膨胀、压缩的过程比较缓慢，这个时候我们可以认为气体的温度保持恒定。
在温度保持恒定的情况下气体的状态变化，称为等温变化。
也就是我们今天所要研究的内容。
即一定质量的气体，在温度不变的情况下，研究其压强和体积的关系。
用数学表达，就是（板书） M、T不变 研究 P、V的关系。
（二）新课进行
一、实验研究
猜想：
对确定的气体，温度不变时，压强增大，体积如何变化？
压强减小呢？
1．一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系
实验前，请同学们思考以下问题：
①怎样保证气体的质量是一定的？
②怎样保证气体的温度是一定的？
总结：
密封好；缓慢移活塞，手不与筒接触。
2．较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系
（1）介绍实验装置
观察实验装置，并回答：
①研究哪部分气体？
②A管中气体体积怎样表示？
（l·S）
③阀门a打开时，A管中气体压强多大？
阀门a闭合时A管中气体压强多大？
（p0）
④欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？
写出A管中气体压强的表达式（p=p0+h）。
⑤欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？
写出A管中气体压强的表达式（p=p0-h）。
⑥实验过程中的恒温是什么温度？
为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应注意什么？
（缓慢）
（2）实验数据采集
压强单位：
mmHg；体积表示：
气柱长度；环境温度：
室温；大气压强：
p0= mmHg
①A管中气体体积减小时
顺序
1
2
3
4
5
体积
压强
②A管中气体体积增大时
顺序
1
2
3
4
5
体积
压强
（3）实验结论
实验数据表明：
一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积缩小到原来的几分之一，它的压强就增大到原来的几倍；体积增大到原来的几倍，它的压强就减小为原来的几分之一。
二、玻意耳定律
1.内容：
（1）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。
（2）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。
2.数学表达式
设初态体积为V1，压强为p1；末态体积为V2，压强为p2。
有：
p1V1=p2V2或PV=C
3.图象
4.讨论
①pV=恒量一式中的恒量是普适恒量吗？
引导学生作出一定质量的气体，在不同温度下的几条等温线，比较后由学生得出结论：
恒量随温度升高而增大。
②下面的数据说明什么？
一定质量的氦气
压强
1atm
500atm
1000atm
实测体积
1m3
1.36/500m3
2.0685/1000m3
计算体积
1/500m3
1/1000m3
玻意耳定律的适用条件：
压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的任何气体。
③你能推导出用密度形式表达的玻意耳定律吗？
推导：
m=ρVPV=C所以：
P/ρ=C即：
P1:
P2=ρ1:
ρ2
④你能用分子动理论对玻意耳定律作出解释吗？
解释：
一定质量的理想气体，其分子总数是一个定值，当温度保持不变时，则分子的平均速率也保持不变，当其体积增大几倍时，则单位体积内的分子数变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比．这就是玻意耳定律
【例题】某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×105Pa。
如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？
设大气压是1.0×105Pa。
解：
以容器内原来所装气体为研究对象，温度保持不变
初态 p1=20×105PaV1=10L末态 p2=1.0×105PaV2=？
由玻意耳定律 p1V1=p2V2得：
=200L故：
=5%，即剩下的气体为原来的5％。
【课堂小结】1.一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比；2.玻意耳定律是实验定律，适用条件：
压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）。
2、气体的等容变化和等压变化
【教学目标】
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。
【重点难点】
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。
【教学用具】
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】
（一）引入新课
[实验]试管中装有干燥的空气，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。
这些现象告诉我们：
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）新课教学
一、气体的等容变化
1.定义：
一定质量的气体，保持体积不变时所发生的状态变化叫做等容变化。
2.实验研究：
m一定，V不变，研究P和T之间的关系。
（1）实验装置：
查理定律演示器
请学生观察实验装置，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：
p0= mmHg
（3）实验条件：
一定质量的气体、保持体积不变
【讨论】怎样保证实验条件？
①烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计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管水银面的位置记下来。
（室温）
（4）实验过程
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℃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。
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45℃的温水中，60℃、75℃的热水中，重复上述过程。
（5）实验数据表格：
P0=mmHg
实验次数
1
2
3
4
5
6
气体温度（℃）
-20
0
30
45
60
75
气体压强mmHg
（6）数据分析：
①以0℃气体压强为参照，气体温度每升高1℃，增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
②以0℃气体压强为参照，气体温度每降低1℃，减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
（7）图象：
精确的实验指出,一定质量的某种气体在p-t图中等容线在t轴上的截距都是-273℃。
由此图象，可写出如下方程：
p=p0+kt其中k为斜率，k=P0/273
3．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的定律查理。
（1）内容：
①一定质量的气体，保持体积不变，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减少）
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