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(共31张PPT)
气体的等压变化和等容变化
一、气体的等压变化
猜想：在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
一、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
盖-吕萨克
（Gay-Lussac，1778—1850年）
法国化学家、物理学家。
盖-吕萨克1778年9月6日生于圣·莱昂特。1800年毕业于巴黎理工学校。1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁。
1802年，盖-吕萨克发现气体热膨胀定律（即盖-吕萨克定律）压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。即恒量。
其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意。直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视。早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”。
一、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
一、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
2.盖-吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。
3.等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积与热力学温度的正比关系在直角坐标系中的图象。
其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小。
或
一、气体的等压变化
一定质量气体的等压线的物理意义
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同。
②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示。
一、气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
2.盖-吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。
或
体积与热力学温度成正比可以表示为另外形式：
或
一、气体的等压变化
盖-吕萨克定律说明
1.盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的。
3.在 中的与气体的种类、质量、压强有关。
2.适用条件：气体质量一定，压强不变。
注意： 正比于而不正比于。
4.一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的。
5.解题时前后两状态的体积单位要统一。
例题1：如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（ ）
A．弯管左管内外水银面的高度差为h
B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
C．若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升
D．若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
ACD





h

二、气体的等容变化
猜想：在等容变化中，气体的压强与温度可能存在着什么关系？
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
大约在1787年，查理着手研究气体的膨胀性质，发现在压力一定的时候，气体体积的改变和温度的改变成正比。他进一步发现，对于一定质量的气体，当体积不变的时候，温度每升高1℃，压力就增加它在0℃时候压力的1/273。查理还用它作根据，推算出气体在恒定压力下的膨胀速率是个常数。这个预言后来由盖-吕萨克和道尔顿（1766-1844）的实验完全证实。
查理
（Charles，1746－l823）
二、气体的等容变化
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
二、气体的等容变化
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
二、气体的等容变化
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
2.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。
或
二、气体的等容变化
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
2.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。
或
3.等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强跟热力学温度的正比关系在直角坐标系中的图象叫做等容线。
其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小。
一定质量气体的等容线的物理意义
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同。
②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，。
二、气体的等容变化
压强与热力学温度成正比可以表示为另外形式：
或
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
2.查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。
或
二、气体的等容变化
查理定律说明
二、气体的等容变化
1.查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的。
3.在中的与气体的种类、质量、体积有关。
2.适用条件：气体质量一定，体积不变。
4.一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的。
5.解题时前后两状态压强的单位要统一。
注意：与热力学温度成正比，不与摄氏温度成正比。
例题2：汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么，在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变）。
公式：
2.査理定律：
1.玻意耳定律：
3.盖-吕萨克定律：
这些定律都是在压强不太大、温度不太低的条件下总结出来的。
气体实验定律
公式：
公式：
三、理想气体
1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小。
2.理想气体的特点
（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
（2）在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
（4）从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
（3）从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
三、理想气体
1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
2.理想气体的特点
（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
（2）在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
（4）从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
（3）从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。
一定质量的理想气体，由初状态（）变化到末状态（）时，两个状态的状态参量之间的关系为：
方程具有普遍性
三、理想气体
当温度T保持不变
当体积V保持不变
当压强p保持不变

或
例题3：关于理想气体的性质，下列说法中正确的是（ ）
A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在
B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体
C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高
D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体
ABC
例题4：如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？




例题5：一定质量的理想气体，处于某一状态，经过下列哪个过程后会回到原来的温度（ ）
A．先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强
B．先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强
C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀
D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀
AD
四、气体实验定律的微观解释
1.玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强增大。
2.盖-吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。
3.查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，气体的压强增大。
1．一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是（ ）
A．温度升高，压强增大
B．温度升高，压强减小
C．温度不变，压强增大
D．温度不变，压强减小
A
2．图表示0.2mol的某种气体的压强与温度的关系图象，图中p0为标准大气压，问气体在B状态时的体积多大？
5.6L
3．在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10cm，如果缸内空气变为0℃，问：
①重物是上升还是下降？
②这时重物将从原处移动多少厘米？
（设活塞与气缸壁间无摩擦）














重物上升
2.6cm
4．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是（ ）
A．使气体体积增加而同时温度降低
B．使气体温度升高，体积不变、压强减小
C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大
D．使气体温度升高，压强减小，体积减小
A(共24张PPT)
液体
为什么膜会被拉得很大而不破裂？
为什么这只蜥蜴能在水上行走？
为什么一些昆虫可以停在水面上？
一、液体的表面张力
表面层分子间距比较稀疏，分子间距，分子间的作用表现为相互吸引。
线两侧液体之间的作用力为引力
液体的表面张力
使液体表面绷紧
一、液体的表面张力
1.产生：液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力，宏观表现为液体表面张力。
2.定义：液体表面层相邻部分之间的吸引力。
3.方向：平行于液面（与液面相切）。
一、液体的表面张力
1.产生：液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力，宏观表现为液体表面张力。
2.定义：液体表面层相邻部分之间的吸引力。
3.方向：平行于液面（与液面相切）。
4.作用效果：使液面张紧并收缩到最小。
一、液体的表面张力
1.产生：液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力，宏观表现为液体表面张力。
2.定义：液体表面层相邻部分之间的吸引力。
3.方向：平行于液面（与液面相切）。
4.作用效果：使液面张紧并收缩到最小。
一、液体的表面张力
为什么叶面上的露珠总是球形的？
为什么吹出的肥皂泡是球形？
天宫一号中做的水球实验呈球形
我们已知道液体跟气体接触时，在接触的表面存在一个薄层——表面层，表面层的性质决定了液体出现表面引力，使液体具有收缩的趋势，那么在液体与固体接触时，会出现什么现象呢？
二、浸润和不浸润
1.一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。
2.一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。
（1）当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。
（2）一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。
水浸润玻璃，不仅浸润蜡
水银不浸润玻璃，但浸润铅
二、浸润和不浸润
观察毛细现象
二、浸润和不浸润
1.一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。
2.一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。
3.毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。
（1）浸润液体在毛细管里上升，形成凹月面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面。
二、浸润和不浸润
1.一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。
2.一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。
3.毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。
（1）浸润液体在毛细管里上升，形成凹月面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面。
（2）毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大。
三、液晶
1.液晶态：物质既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态，叫做物质的液晶态。
三、液晶
1.液晶态：物质既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态，叫做物质的液晶态。
2.液晶的特点：液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
3.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷：
液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等。都可以改变液晶的光学性质。
4.液晶的外形特征：
液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子。
三、液晶
5.液晶的一般用途
液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用。
1．下列说法正确的是（ ）
A．表面张力就是分子力
B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡
C．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关
D．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势
CD
2．下列有关表面张力的说法中，正确的是（ ）
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
BCD
3．关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中正确的是（ ）
A．水是浸润液体
B．水银是不浸润液体
C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的
D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
C
4．把极细的玻璃管分别插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是（ ）
AC
5．若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则（ ）
A．附着层分子密度大于液体内部分子的密度
B．附着层分子的作用力表现为引力
C．管中的液体一定是凹弯月面的
D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
ACD
6．关于液晶，下列说法正确的是（ ）
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随光照的变化而变化
CD
7．关于液晶的下列说法中正确的是（ ）
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
B(共16张PPT)
温度和温标
教学目标
（一）知识与技能
1．了解系统的状态参量以及平衡态的概念。2．掌握热平衡的概念及热平衡定律。3．掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示。
（二）过程与方法
通过学习温度与温标，体会热力学温度与摄氏温度的关系。
（三）情感、态度与价值观
体会生活中的热平衡现象，感应热力学温度的应用。
教学重点：热平衡的定义及热平衡定律的内容。
教学难点：有关热力学温度的计算。
教学方法：讲练法、举例法、阅读法
教学用具：投影仪、投影片
一、平衡态与状态参量
1、系统：物理学中，把所研究的对象称为系统．
系统以外的周围物体称之为外界或环境，系统与外界之间往往存在相互的作用．在物理学研究中，对系统内部问题，往往采取“隔离”分析方法，对系统与外界的相互作用问题，往往采取“整体”分析的方法．
2、状态参量 ： 描述物质系统状态的宏观物理量叫做状态参量．
物理学中，需要研究系统的各种性质，包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等．为了描述系统的状态。需要用到一些物理量，例如：用体积描述它的几何性质，用压强描述力学性质．用温度描述热学性质等等
3、在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量能够达到稳定状态。这种状态叫作平衡态．
热学系统所处的平衡态往往是一种动态的平衡，这种动态平衡性质充分说明热运动是物质运动的一种特殊形式。
例1．在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量( 　)
A．每个气体分子的运动速率 B．压强
C．体积 D．温度
解析：描述系统的宏观状态，其参量是宏观量，每个气体分子的运动速率是微观量，不是气体的宏观状态参量．气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述，是确定气体宏观状态的三个状态参量．显然B、C、D选项正确．
BCD
二、热平衡与温度
1、热平衡：如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间，各自的状态参量就不再变化了，这说明两个系统达到了平衡．
热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统．因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的．
2、热平衡定律(又叫热力学第零定律)：
如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。
3、温度
当两个系统A、B处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们就把表征这一“共同的热学性质”的物理量叫作温度
系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同，若温度不同即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换。
温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，它的特征就是“达到热平衡的系统具有相同的温度”这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理．
若温度计跟物体A处于热平衡，它同时也跟物体B处于热平衡，根据热平衡定律，A的温度便与B的温度相等.
例2、一金属棒的一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变．问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态?为什么?
解析：因金属棒一端与0℃冰接触，另一端与100℃水接触，并且保持两端冰、水的温度不变时，金属棒两端温度始终不相同，虽然金属棒内部温度分布处于一种从低到高逐渐升高稳定状态，但其内部总存在着沿一定方向的能量交换，所以金属棒所处的状态不是平衡态．
答案：否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换．
三、温度计与温标
1、温标：定量描述温度的方法叫做温标
温标的建立包含三个要素：
①选择温度计中用于测量温度的物质，即测温物质；
②对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量关系作出某种规定；
③确定固定点即温度的零点和分度方法．
2、热力学温度．
(1)定义：热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。
(2)符号: T，
(3)单位开尔文，简称开，符号为K．
(4) 热力学温标与热力学温度T的关系：
T＝t+273.15 K
(5)说明
①摄氏温标的单位“℃”是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，符号为K．在今后各种相关热力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文；
②由T＝t+273.15 K可知，物体温度变化l℃与变化l K的变化量是等同的，但物体所处状态为l℃与l K是相隔甚远的；
③一般情况下， T＝t+273 K
　例3实际应用中，常用到一种双金属温度计．它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图7—4—1所示．已知左图中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有 ( 　　　 )
双金属温度计
图7－4－1
A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C．由左图可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D．由右图可知，其双金属征的内层一定为铜．外层一定为铁
ABC
　　解析：双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片其弯曲程度随温度变化的原理来工作的，A、B选项是正确的．图7－ 4一l左图中．加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C选项正确．图7—4—1右图中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D选项是错误的．
谢 谢液体
【教学目标】
一、知识与技能
1．理解液体表面张力的概念。了解表面张力产生的原因。
2．能够解释日常生活中表面张力现象。
3．了解浸润和不浸润的原因和应用。
4．了解毛细现象的原因和应用。
5．了解液晶性质及应用。
二、过程与方法
1．经历液体表面性质的探究，体会科学探究的方法。
2．通过类比法，感知物理化抽象为具体的魅力。
三、情感、态度与价值观
1．领略科学奥妙，激发学习兴趣和对科学的求知欲。
2．增强学生透过现象认识本质的科学意识。
【教学重点】
1．理解液体表面张力的概念。
2．会应用液体表面张力解释相关现象。
【教学难点】
液体表面张力产生的原因。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
上节课我们学习了固体，知道了固体分成晶体和非晶体两类，并且了解了某些晶体沿不同方向导热和导电性能不同或沿不同方向的光学性质不同，这类现象叫各向异性。今天我们来继续学习物质的另一种状态——液体。
发问设疑：同学们能想到它和固体有什么样的区别。
二、新课教学
设置疑问：液体有流动性，会自发的从高处向低处流，我现在塑料薄膜上扎小孔，把一杯水扣在其上，水会从塑料薄膜上扎小孔上流下来吗？
教师实验
为什么水不会从塑料薄膜上的小孔中流下，我们带着这个疑问来学习本节课的内容，我们先看四张图片。（PPT展示图片）
学生观察、思考：
为什么水珠、水银滴总是能够呈现出一个固定的形状？水黾停在水面上，水面能够发生形变？
学生讨论：将水珠与装有水的气球相类比
启发思考：引出本节课研究的对象——液体的表面好像水气球似的有层膜。
（一）液体的表面张力
学生得到猜想——液体表面具有收缩性质的力
1．学生分组实验：真在感受液体的表面张力。
①把一根棉线拴在铁丝上（棉线不要拉紧），铁丝环在肥皂水里浸过后，环上出现肥皂水的薄膜，用热针刺破铁丝环上、棉线两侧肥皂水薄膜的任意一部分，造成棉线被另一侧薄膜拉成弧形，棉线被拉紧。
②把一个棉线圈拴在铁丝环上，让环上布满肥皂水的薄膜。如果用热针刺破棉线圈内的那部分薄膜，外边的薄膜会把棉线拉紧呈圆形。
以上实验说明液体表面好像紧张的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。
2．液体表面具有收缩趋势的微观解释
液体与气体接触的表面形成一薄层，叫表面层。由于表面层上方是气体，所以表面层内的液体分子受到周围分子作用力小于液体内部分子，表面层里的分子要比液体内部分子稀疏一些，这样表面层分子间引力比液体内部更大一些。在液体内部分子间引力和斥力处于平衡状态，而表面层内由于分子引力较大，因此表面层有收缩的趋势。
3．表面张力和表面张力系数
液体表面各个部分之间的相互吸引力，叫表面张力。如同一根弹簧被拉伸后，其中的一圈与另一圈之间有收缩作用一样。
说明表面张力的方向垂直液面分界线，又与液面相切。
表面张力系数是液体表面上单位长度分界线上的表面张力。同一种液体温度升高，表面张力系数减小。不同液体表面张力系数不同，如水银的表面张力系数较大，而水又比酒精的表面张力系数大。
4．液面的受力分析：
在液体表面画这样一条线，线两侧的液体之间的作用是引力，这就是液体的表面张力。它的方向垂直于所画的直线。正是由于液面分子间这种相互吸引，才使得液面存在这样的引力，使液面收缩。
活动：解释日常生活中的表面张力现象
（1）叶面上的露珠为什么是扁球体，不是球体？
学生回答：重力的影响
提问：如果重力比较小是不是就是球体了
学生分组实验：同学体验儿时的美好时光——吹泡泡
提问：为什么吹出来的泡泡总是球形的？而不是其他形状？
得出因为表面张力使得液体表面趋于最小，在数学上，具有相同体积的物体，球形的表面积最小。
（2）太空授课
播放一段我国宇航员王亚平在天宫一号上进行太空授课的视频，引导学生自主解释太空中的表面张力现象。
展示神舟十号中太空水膜与太空水球，使学生深刻感受表面张力的作用效果。
提问：让学生解释课前实验，为什么，水不会从塑料膜的小孔中流下来？
教师总结，和我们雨天打伞，雨滴不会从伞面上线的间隙中流下原理是一样的。
（二）浸润和不浸润
设置疑问：我们刚才看到的是液体表面层具有表面张力，这个表面层是液体和空气之间的夹层所具有的特点，那液体和固体接触接触面之间有什么样的特点呢？
设置疑问：我们回想在化学课上用量桶装液体时，应该如何读取数据？液面又有什么样的特点呢？
设置疑问：是不是所有的液体和玻璃量筒之间的液面都向上弯曲？
1．演示实验：用实物投影幻灯来观察浸润和不浸润现象。
两块方形洁净的玻璃片上各滴一滴水和一滴水银，观察两种液滴在玻璃片上的状态。
再用洁净的玻璃片分别浸入盛有水和水银的烧杯内，玻璃片从水中取出时其上附着一层水，而玻璃片从水银中取出时玻璃片上不附着水银。
2．说明浸润和不浸润的定义
液体与固体接触时，液体与固体的接触面扩大而相互附着的现象叫做浸润。如果接触面趋于缩小而不附着，则叫做不浸润。
3．演示实验：用实物投影幻灯来观察烧杯内水面和另一烧杯内水银面。
由于液体对固体有浸润或不浸润，造成液面在器壁附近上升或下降，液面弯曲，形成凹形或凸形的弯月面。
4．浸润和不浸润的微观解释
液体与固体接触处形成一个液体薄层，叫做附着层。附着层里的分子既受固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引。如果受到固体分子的吸引力较弱，附着层的分子就比液体内部稀疏，在附着层里分子间吸引力较大，造成跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润。反之，如果附着层分子受固体分子吸引力相当强，附着层分子比液体内部更密集，附着层就出现液体相互推斥的力，造成跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润。
与学生讨论课本中习题里讲到的缝衣针放在水面上不沉没、布雨伞不漏雨水等现象。
5．毛细现象
（1）演示实验：
用两侧直径大小不等的U形玻璃管，放入水银后，细管内水银面低于粗管水银面。
（2）毛细现象的定义：
浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。
（3）毛细现象的解释：
解释浸润液体在毛细管里上升的现象。浸润液体与毛细管内壁接触的附着层有扩展的趋势，造成液体与空气接触面弯曲，呈凹形弯曲，液面与管壁接触的附近的表面张力是沿液面切线方向向上的。表面张力有使液面收缩趋势，造成管内液柱上升。直到表面张力向上的拉引作用与管内升高的液柱重力平衡，管内液体停止上升，液柱稳定在一定的高度，如图所示。细管越细，即管截面积小，那么液柱上升高度就越大。
可用相似的分析方法，解释不浸润液体在毛细管里下降的现象。
（4）举例说明毛细现象的应用：
纸张、棉花脱脂后能够吸水的原因在于其内部有许多细小的孔道，起到毛细管作用。
田间农作物的重要管理措施是锄地松土，防止土地板结，其目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会快速引上而蒸发掉。
（三）液晶
让学生以小组为单位自学液晶，弄清楚什么是液晶？液晶的发现、发展和目前的主要应用。
请同学上前来代表小组讲解。
教师补充讲解液晶的微观结构和一些特点。
1．液晶态：物质既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态，叫做物质的液晶态。
2．液晶的特点：液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
3．液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷：
液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等。都可以改变液晶的光学性质。
4．液晶的外形特征：
液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子。
5．液晶的一般用途
液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用。
【练习巩固】
1．下列说法正确的是（ ）
A．表面张力就是分子力
B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡
C．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关
D．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势
答案：CD
2．下列有关表面张力的说法中，正确的是（ ）
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
答案：BCD
3．关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中正确的是（ ）
A．水是浸润液体
B．水银是不浸润液体
C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的
D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
答案：C
4．把极细的玻璃管分别插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是（ ）
答案：AC
5．若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则（ ）
A．附着层分子密度大于液体内部分子的密度
B．附着层分子的作用力表现为引力
C．管中的液体一定是凹弯月面的
D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
答案：ACD
6．关于液晶，下列说法正确的是（ ）
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随光照的变化而变化
答案：CD
7．关于液晶的下列说法中正确的是（ ）
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
答案：B气体的等压变化和等容变化
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道什么是气体的等容变化过程；掌握查理定律的内容；理解p-T图象的物理意义；知道查理定律的适用条件。
2．知道什么是气体的等压变化过程；掌握盖-吕萨克定律的内容、数学表达式；理解V-T图象的物理意义。
3．知道什么是理想气体，理解理想气体的状态方程。
4．会用气体动理论的知识解释气体实验定律。
二、过程与方法
根据查理定律和盖-吕萨克定律的内容理解p-T图象和V-T图象的物理意义。
三、情感、态度与价值观
1．培养运用图象这种数学语言表达物理规律的能力。
2．领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值观。
【教学重点】
1．查理定律的内容、数学表达式及适用条件。
2．盖-吕萨克定律的内容、数学表达式及适用条件。
【教学难点】
对p-T图象和V-T图象的物理意义的理解。
【教学过程】
一、复习导入
教师：玻意耳定律的内容和公式是什么？
学生：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。
即或。
教师：应用玻意耳定律求解问题的基本思路是什么？
学生：首先确定研究对象（一定质量的气体，温度不变），然后确定气体在两个不同状态下的压强和体积??1、??1，??2、??2，最后根据定律列式求解。教师点出课题：那么，当气体的体积保持不变时，气体的压强与温度的关系是怎样的呢？若气体的压强保持不变时，气体的体积与温度的关系又是怎样的呢？这节课我们学习气体的等容变化和等压变化。
二、新课教学
（一）气体的等压变化
1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
猜想：在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？
教师介绍盖-吕萨克的猜想。
盖-吕萨克1778年9月6日生于圣·莱昂特。1800年毕业于巴黎理工学校。1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁。
1802年，盖-吕萨克发现气体热膨胀定律（即盖-吕萨克定律）压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。即??1/??1=??2/??2=…=??恒量。
其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意。直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视。早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”。
实验：气体的等圧変化
学生根据实验总结实验结论
2．盖-吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积??与热力学温度??成正比。
表达式为：V=CT或V/T=C
这条线称为等压线。
3．等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积??与热力学温度??的正比关系在?????直角坐标系中的图象。
思考：斜率反应什么？
教师：其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小。
提问：等压线上的点表示什么？
4．一定质量气体的等压线的物理意义
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同。
②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）。如图所示??2体积??与热力学温度??成正比可以表示为另外形式：
或
针对上述讲解，教师总结盖-吕萨克定律。
（1）盖-吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖-吕萨克通过实验发现的。
（2）适用条件：气体质量一定，压强不变。
（3）在??/??=??中的??与气体的种类、质量、压强有关。
注意：??正比于??而不正比于t。
（4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的。
（5）解题时前后两状态的体积单位要统一。
例题1：如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则（ ACD ）
A．弯管左管内外水银面的高度差为h
B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大
C．若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升
D．若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升
（二）气体的等容变化
教师：我们已经学习了等温变化、等压变化，那么如果气体的体积不变，压强与温度又有什么关系呢？接下来我们来研究一下等容变化。
1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化。
让学生猜想：在等容变化中，气体的压强与温度可能存在着什么关系？
介绍查理的猜想与验证。
大约在1787年，查理着手研究气体的膨胀性质，发现在压力一定的时候，气体体积的改变和温度的改变成正比。他进一步发现，对于一定质量的气体，当体积不变的时候，温度每升高1℃，压力就增加它在0℃时候压力的1/273。查理还用它作根据，推算出气体在恒定压力下的膨胀速率是个常数。这个预言后来由盖-吕萨克和道尔顿（1766~1844）的实验完全证实。
实验：气体的等容变化
学生根据实验总结实验结论。
2．查理定律：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强??与热力学温度??成正比。
表达式为：或
图象为：
提问：之前几个实验的图象都有过原点，为什么这个的图象没有过原点呢？
教师：将线延长，与横坐标有个交点，这个交点表示什么？
可以发现，图象中的坐标用的是摄氏度，如果换算成热力学温度，图象是怎样的呢？
教师：此时就过原点了，为什么是虚线不是实线？
绝对零度不可到达。
教师：这条线我们成为等容线。
3．等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强??跟热力学温度??的正比关系?????在直角坐标系中的图象叫做等容线。
其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小。
4．一定质量气体的等容线的物理意义
①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同。
②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）。如图所示，??2压强??与热力学温度??成正比可以表示为另外形式：
或
根据以上实验与讲解，教师对查理定律进行总结：
（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的。
（2）适用条件：气体质量一定，体积不变。
（3）在??/??=??中的??与气体的种类、质量、体积有关。
注意：??与热力学温度??成正比，不与摄氏温度t成正比。
（4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的。
（5）解题时前后两状态压强的单位要统一。
例题2：汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm，最低胎压不低于1.6atm，那么，在t＝20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变）。
对三个定律的总结：
玻意耳定律：pV=C1
气体实验定律 査理定律：p/T=C2
盖-吕萨克定律：V/T=C3
强调：这些定律都是在压强不太大、温度不太低的条件下总结出来的。
（三）理想气体
当压强很大、温度很低时，由上述规律计算的结果与实际测量结果有很大的差别。
例如，有一定质量的氦气，压强与大气压相等，体积为1m3，温度为0℃。在温度不变的条件下，如果压强增大到大气压的500倍，按气体的等温变化规律计算，体积应该缩小至1/500m3，但是实验结果是1.36/500m3。但是，在通常的温度和压强下，很多实际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，其性质与实验定律的结论符合得很好。
实际气体的分子之间有相互作用力，但是作用力很小；分子也有大小，但气体分子之间的间距比分子直径大得多；气体分子与器壁碰撞几乎是完全弹性的，动能损失也很小。为了研究方便，我们设想有一种气体：这种气体分子大小和相互作用力可以忽略不计，也可以不计气体分子与器壁碰撞的动能损失。这样的气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，我们把它叫作理想气体。
1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小。
2．理想气体的特点
（1）理想气体是不存在的，是一种理想模型。
（2）在温度不太低，压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
（3）从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
（4）从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内能只有分子动能。
一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，与气体的体积无关。
3．理想气体的状态方程
一定质量的理想气体，由初状态（??1、??1、??1）变化到末状态（??2、??2、??2）时，两个状态的状态参量之间的关系为：
或
当温度T保持不变：pV=C（T）
方程具有普遍性 当体积V保持不变：p/T=C（V）
当压强p保持不变：V/T=C（p）
例题3：关于理想气体的性质，下列说法中正确的是（ ABC ）
A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在
B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体
C．一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高
D．氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体
例题4：如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C经历了一个等容过程，分别用pA、VA、TA和pB、VB、TB以及pC、VC、TC表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？
例题5：一定质量的理想气体，处于某一状态，经过下列哪个过程后会回到原来的温度（ AD ）
A．先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强
B．先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强
C．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀
D．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀
（四）气体实验定律的微观解释
1．玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强增大。
2．盖-吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。
3．查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，气体的压强增大。
【练习巩固】
1．一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是（ ）
A．温度升高，压强增大
B．温度升高，压强减小
C．温度不变，压强增大
D．温度不变，压强减小
答案：A
2．图表示0.2mol的某种气体的压强与温度的关系图象，图中p0为标准大气压，问气体在B状态时的体积多大？
答案：5.6L
3．在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10cm，如果缸内空气变为0℃，问：
①重物是上升还是下降？
②这时重物将从原处移动多少厘米？
（设活塞与气缸壁间无摩擦）
答案：①重物上升
②2.6cm
4．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是（ ）
A．使气体体积增加而同时温度降低
B．使气体温度升高，体积不变、压强减小
C．使气体温度不变，而压强、体积同时增大
D．使气体温度升高，压强减小，体积减小
答案：A(共16张PPT)
气体的等温变化
气体的状态参量
1.温度：
热力学温度：开尔文
2.体积：
体积
单位：有等
3.压强：
压强
单位：（帕斯卡）
实验：（1）吹气球比赛
（2）观察吊瓶中的水流
猜测：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积的变化关系？
思考：一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。
我们如何确定三个量之间的关系呢？
控制变量的方法
一、实验思路
思考：
①研究哪部分气体？
②怎样保证气体温度不变？
③空气柱的压强p怎么读出？
④空气柱的体积怎样表示？
⑤怎样处理读取的数据？
一、实验思路
二、实验过程
二、实验过程
三、数据分析
次数 1 2 3 4 5
压强（×） 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积（） 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
该图象是否可以说明与成反比？
如何确定与的关系呢？
三、数据分析
次数 1 2 3 4 5
压强（×） 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积（） 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
结论：
在温度不变时，压强和体积成反比。
2.公式表述：
3.图象表述：



1.文字表述：
4.适用条件：
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。
或
压强不太大、温度不太低的各种气体。
四、玻意耳定律
3.结论：体积缩小到原来的几分之一，压强增大到原来的几倍。
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。
1.物理意义：
2.点的意义：
反映压强随体积的变化关系，图线表示一个等温“过程”。
图线上每一个点表示某一“状态”。
图象意义



例题1：一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变。

答案：1.25×105Pa
用气体定律解题的步骤
1.确定研究对象。被封闭的气体（满足质量不变的条件）；
2.用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件（）；
3.根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式（本节课中就是玻意耳定律公式）；
4.将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；
5.对结果的物理意义进行讨论。
（2）温度越高，其等温线离原点越远。
问题：同一气体，不同温度下等温线相同吗？
你能判断哪条等温线温度较高吗？
你是根据什么理由作出判的？
（1）等温线是双曲线的一支。
一定质量气体等温变化的图象是双曲线，它描述的是温度不变时的关系，称为等温线。
气体等温变化的图象
1．如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条图线。由图可知（ ）
A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比
B．一定质量的气体在发生等温变化时，其图线的延长线是经过坐标原点的
C． T1＞T2
D． T1＜T2
BD
2．如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是（ ）
A．一直保持不变
B．一直增大
C．先减小后增大
D．先增大后减小
C气体的等温变化
【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?????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。
【教学重点】
1．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。
2．理解气体等温变化的?????图象的物理意义。
【教学难点】
理解气体等温变化的?????图象的物理意义。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
回顾气体的状态参量：温度、体积、压强。
思考：
一定质量的气体，它的温度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。
我们如何确定三个量之间的关系呢？
教师用几个小实验启发学生：
（1）吹气球比赛
（2）观察吊瓶中的水流
学生猜想：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积有什么关系？我们要怎样研究多个变量之间的关系？
对照牛顿第二定律的研究过程：
先保持m一定，研究加速度与力的关系，得到：a∝F；
再保持F一定，研究加速度与质量的关系，得到：a∝1/m。
我们把这种方法叫做控制变量法，同样可以用这个方法来研究气体状态参量之间的关系。
二、新课教学
（一）探究气体等温变化的规律
1．教师介绍实验装置，学生观察实验装置，并思考一下几个问题：
①研究哪部分气体？
②怎样保证气体温度??不变？
③空气柱的压强??怎么读出？
④空气柱的体积??怎样表示？
⑤怎样处理读取的数据？
实验：气体的等温变化
2．实验数据的采集与分析
次数 1 2 3 4 5
压强（×） 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
体积（） 1.3 1.6 2.0 2.7 4.0
绘制?????图象
提问：该图象是否可以说明??与??成反比？怎样更加准确地得到实验结论？
绘制图象
实验结论：
在温度不变时，压强??和体积??成反比。
（二）玻意耳定律
通过以上实验总结：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强??与体积??成反比。这就是玻意耳定律。
1．文字表述：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强??与体积??成反比。
2．公式表述：或。
3．图象表述：
关于玻意耳定律的讨论
问题：图象平面上的一个点代表什么？曲线代表什么？线段代表什么？一式中的恒量是普适恒量吗？
（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）
4．图象意义
（1）物理意义：反映压强随体积的变化关系，图线表示一个等温“过程”。
（2）点的意义：图线上每一个点表示某一“状态”。
（3）结论：体积缩小到原来的几分之一，压强增大到原来的几倍。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。
提问：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 1m? 1.36/500m? 2.0685/1000m?
计算体积 1m? 1/500m? 1/1000m?
5．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）的各种气体。
拓展：你能推导出用密度形式表达的玻意耳定律吗？你能用分子动理论对玻意耳定律作出解释吗？
例题1：一定质量气体的体积是20L时，压强为1×105Pa。当气体的体积减小到16L时，压强为多大？设气体的温度保持不变。
答案：1.25×105Pa
教师总结：
用气体定律解题的步骤
1．确定研究对象。被封闭的气体（满足质量不变的条件）；
2．用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件（??1，??1，??1，??2，??2，??2）；
3．根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式（本节课中就是玻意耳定律公式）；
4．将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；
5．对结果的物理意义进行讨论。
【深入学习】
气体等温变化的?????图象
一定质量气体等温变化的?????图象是双曲线，它描述的是温度不变时的?????关系，称为等温线。
（1）等温线是双曲线的一支。
（2）温度越高，其等温线离原点越远。
问题：同一气体，不同温度下等温线相同吗？你能判断哪条等温线温度较高吗？你是根据什么理由作出判的？
【练习巩固】
1．对于一定质量的气体，下列过程可能发生的是（ ）
A．气体的温度变化，但压强、体积保持不变
B．气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化
C．气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化
D．气体的温度、压强、体积都发生变化
答案：CD
2．一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的（ ）
A．4倍 B．2倍 C．1/2 D．1/4
答案：D
3．某容器的容积是10L，里面所盛气体的压强为2.0×106PA．如果温度保持不变，把这些气体装入另一个容器里，气体的压强变为1.0×105Pa，则此容器的容积是多大？
答案：200L
4．如图所示，三个完全相同的试管内分别由长度相同的水银柱封闭着一定质量的气体，已知大气压为p0，试管的横截面积为S，管内水银柱的质量为m。当三支试管及水银均静止时，管内气体的压强分别为多少？
【答案】p0 p0+ p0-
5．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接。
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p。
③用图象处理实验数据。
（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是__________________。
（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是__________________和_____________________。
答案：（1）用润滑油涂抹活塞。
（2）慢慢抽动活塞，不能用手握住注射器封闭气体的部分。(共15张PPT)
固 体
诱思导学
1.固体、液体、气体的性质是什么？

形状 流动性 体积 形状
固体 不流动 固定 固定
液体 流动 固定 随容器形状
改变而改变（不固定）
气体 流动 不固定 不固定
所以本节课我们就对固体进行探究
2. 在日常生活中有两组常见的物质：一组是玻璃、蜂蜡、硬 塑料等；另一组是盐粒、砂糖、石英。两类固体物质的外表各有什么特征？
一组没规则形状；另一组有规则形状。
所以固体可以分为晶体和非晶体
一、晶体和非晶体
1．晶体：具有规则的几何形状．
由此可知：
（1）常见的晶体有：
石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等．
（2）几种常见晶体的规则外形：
食盐晶体
呈立方体形
明矾晶体
呈八面体形
石英晶体
中间是一个六棱柱，两端呈六棱锥
雪花
是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体，一般为六角形
的规则图案．
２．非晶体：没有规则的几何形状．
常见的非晶体有：
玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．
松香
沥青
3．晶体和非晶体的差异
（1）外形上：
晶体有规则的几何形状；非晶体则没有规则的几何形状。
（2）物理性质上：
所以：晶体具有各向异性，但并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．云母导热性上表现出显著的各向异性，而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿，有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石．非晶体具有各向同性。
晶体的物理性质与方向有关（这种特性叫各向异性），
非晶体的物理性质在各个方向是相同的（这种特性叫各向同性）．
晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点．
（3）熔点：
(1)．一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，例如水晶．天然水晶是晶体，熔化后再凝结的水晶（石英玻璃）就是非晶体，即一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的．
(2)．许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体．
(3)．在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体．
4．晶体和非晶体间的转化
二、单晶体和多晶体
1．单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做单晶体．
常见的单晶体：
雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等．
2．多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这 样的物体叫做多晶体．其中的小晶体叫做晶粒．
常见的金属就是多晶体．
（1）多晶体没有规则的几何形状．
（2）多晶体 ：
①没有规则的几何形状，在物理性质上不具备各向异性（同非晶体）
（但每一晶粒内部都是各向异性的）．
②有确定的熔点．
多晶体的特性：
3．多晶体和非晶体比较
（1）多晶体和非晶体都没有规则的几何形状．
（2）多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点．
所以固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体和非晶体的标志．
（3）多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性．
三、晶体的微观结构
1、晶体微观结构的特点:
（1）组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定的规律在空间中整齐地排列，具有空间上的周期性。
（2）有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。例、石墨和金刚石的微观结构。
（4）微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动.
（3）晶体和非晶体并不是绝对的，它们在一定条件下可以相互转化。
例如：天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）却是非晶体。
2、用晶体的微观结构解释晶体的特征
由于晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列的，表现在外形上具有规则的几何形状，且不同类型的晶体结构，决定了各种晶体的不同外形。所以食盐晶体呈立方体形，明矾晶体呈八面体等。
在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的不同方向上物理性质的不同。所以才有晶体的各向异性。
1.下列说法中正确的是（ 　）
　A．常见的金属材料都是多晶体
　B．只有非晶体才显示各向同性
　C．凡是具有规则天然几何形状的物体必定是单晶体
D．多晶体不显示各向异性
常见的金属：金、银、铜、铁、铝、锡、铅等都是多晶体，选项A正确．因为非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，所以选项B错误，这项D正确．有天然规则的几何形状的物体一定是单晶体，选项C正确．
该题的正确答案为ACD．
自主学习检查
2．利用晶体结构，可以用来解释______
A．晶体有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形
B．晶体有一定的熔点，非晶体没有熔点
C．晶体的导电性能比非晶体好
D．单晶体的各向异性
ABD
3．关于石墨与金刚石的区别，下列说法正确的是______
A．它们是由不同物质微粒组成的不同晶体
B．它们是由相同物质微粒组成的不同晶体
C．金刚石是晶体，石墨是非晶体
D．金刚石比石墨原子间作用力大，金刚石有很大的硬度
BD
小结:
1．固体可分为晶体和非晶体两大类 .
1
2
3．知道晶体可分为单晶体和多晶体，通常说的晶体及性质是指单晶体，多晶体的性质与非晶体类似.
多晶体和非晶体都没有规则的几何形状．
多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点.
多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性．
3
4
4.固体材料在生活，生产，科学，研究等方面的应用.
2 ．晶体和非晶体在外形与物理性质上的差别.
外形上:晶体具有规则的几何形状，非晶体则没有规则的几何形状.
物理性质上：晶体各向异性,非晶体各向同性.
谢 谢波的形成
【教学目标】
（一）知识与技能
1．知道固体可分为晶体和非晶体两大类。
2．知道晶体和非晶体在外形与物理性质上的差别。
3．知道晶体可分为单晶体和多晶体，通常说的晶体及性质是指单晶体，多晶体的许多性质与非晶体类似。
4．理解晶体的规则外形与晶体的微观结构有关。
（二）过程与方法
通过观察实验现象加强学生对晶体和非晶体的性质了解
（三）情感、态度与价值观
扩展学生的眼界，引起对研究固体性质的兴趣和求知欲望
【教学重点】
1. 晶体和非晶体在外形与物理性质上的差别。
2. 能用晶体的空间点阵说明其物理性质的各向异性。
【教学过程】
一、引入新课
问题：同学们想一下，自然界中物质有几种存在形式呢？
回答：固态、液态、气态。这节课我们学习固体。
人类对固体材料的应用，由来已久。石器时代，人类只会将石头制成简单的工具。而今，人类已经可以操控原子，将原子按需要排列起来，制成新的材料。这一技术属于纳米科技的范畴，下面让我们一起走近纳米的世界。
观看视频，了解纳米科技的研究范畴以及纳米材料的特性。
通过观看上面的视频，我们了解到，若将物质做成纳米量级的颗粒，它的原有性质会发生显著的变化。例如，当物质小到纳米量级时，它的比表面积变得惊人的大，1g氧化铝纳米颗粒的表面积会达到篮球场的大小。与外界的接触面积变大，会使材料的活性增强，将这样的材料作为火箭的固体燃料，能够增大对火箭的推力。右图为陶瓷制成的刀具，可能我们会担心它容易损坏，但这不是普通的陶瓷，而是把陶瓷制成纳米颗粒，再烧结起来，陶瓷便会有非常好的韧性，即使落到地上也不致摔碎。可见，新材料的研究无论对科技发展还是对日常生活都很重要。应用材料、改善材料的前提是认识材料、了解材料。下面学习固体材料的分类及特性。
二、新课教学。
（一）固体可分为晶体和非晶体
用投影片展示食盐晶体的外形，指出食盐颗粒呈正方体形，有规则的几何形状。蔗糖和味精颗粒也有规则的外形，与食盐有类似的特点。像这样，有规则的外形的固体，称为晶体。自然界中有许多晶体，它们有各自的规则形状。明矾呈八面体形，石英晶体是由棱柱和棱锥构成的，雪花是六角形的。
自然界中还有一些固体，松香（松树树脂加工而成）、沥青、蜂蜡（从蜂巢中提取而来），它们没有规则的外形，我们称它们为非晶体。
1.晶体：具有天然规则的几何外形。
2.非晶体：没有天然规则的几何外形。
问题：外形规则的固体一定是晶体吗？蜡烛，每根都是圆柱形的，它是晶体吗？
蜡烛融化后再凝固，形状各异，没有规则的形状，也就是说蜡烛的圆柱形不是天然形成的，而是人为加工而成。
这是将饱和的食盐水溶液放在阴凉处，静置几天，食盐逐渐结晶形成的颗粒，颗粒是正方体形的。这说明晶体的外形是天然形成的。
因此，天然形成的形状规则的固体才属于晶体。
（二）晶体包括单晶体和多晶体
问题：外形不规则的固体一定是非晶体吗？
冰糖，有规则的形状，且是天然形成的，因此冰糖是晶体。然而，冰糖受潮之后会粘在一起，外形便会是不规则的，但它是由多个冰糖晶体无规律排列而成，我们称之为多晶体。自然界中许多美丽的矿石都是多晶体。
问题：金属是晶体还是非晶体呢？
我们常见的金属或合金，晶粒非常小，肉眼无法看到，需要用显微镜观察。在显微镜下观察硬币，发现它是由许多晶粒杂乱无章地排列起来而形成的。因此，常见的金属或合金都是多晶体。
（三）晶体与非晶体在物理性质上的异同
1.单晶体表现各向异性的特点，多晶体和非晶体表现各向同性的特点。
实验1：
这是方解石，在自然界中分布很广，透过方解石观察文字，会看到两个重叠的像。因为光入射到方解石上，分解为两束光，沿不同方向折射，我们会在折射光线的反向延长线上看到两个像。也就是说，我们看到两个像是一束光分为两束光而形成的，这种现象称为双折射现象。这种现象产生的原因是，光在晶体中传播时，沿不同方向的折射率不同，晶体的折射率与方向有关，这种性质称为各向异性。这说明晶体在光学性质上表现各向异性的特点。
透过玻璃观察文字，只看到一个像。因为光在玻璃中传播时，只有一束折射光线，玻璃的折射率与方向无关，这样的性质称为各向同性。这说明非晶体在光学性质上表现各向同性的特点。
晶体和非晶体在导热性能上有何区别呢？我们看下面的实验。
实验2：左图为云母片，是晶体，右图是玻璃片，是非晶体。将石蜡分别涂在两个薄片上，用烧红的钢针接触不涂石蜡的一面，钢针的热量要通过薄片传递给石蜡。现象：云母片上石蜡熔化的部分呈椭圆形，而玻璃片上石蜡熔化的部分呈圆形。
问题：这一现象说明晶体和非晶体在导热性质上有何异同呢？
回答：该实验说明云母沿不同方向上导热的快慢不同，导热情况与方向有关，云母在导热方面存在各向异性的特点。玻璃沿不同方向上导热的快慢相同，导热情况与方向无关，即表现出各向同性的特点。我们用金属片做此实验，发现金属导热情况与玻璃相同，说明非晶体在导热上表现各向同性的特点。
注意：晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性。云母导热性上表现出显著的各向异性，而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿，有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石。
2.晶体有固定的熔化温度，即晶体有熔点；非晶体没有固定的熔化温度，即非晶体没有熔点。
问题：根据是否表现各向异性特点，能区分晶体和非晶体吗？
提示：回顾初中时对晶体和非晶体熔化过程的研究，我们便会找到答案。
（大屏幕展示晶体和非晶体熔化过程，温度随时间变化的图像）
晶体（比如冰）在融化时，温度保持不变；非晶体（比如石蜡）在熔化过程中温度不断升高，因此，有无熔点是区分晶体和非晶体的重要依据。
3.晶体与非晶体形成过程不同
（大屏幕展示水晶和玻璃）
水晶和玻璃的主要成分都是二氧化硅，而水晶是晶体，玻璃是非晶体，化学成分相同，为什么会形成不同的物质呢？阅读资料，回答这个问题。
水晶，水中含有饱和的二氧化硅，压力在大气压力的二倍至三倍左右，温度需在550度-600度之间，再给予适当时间。在水源、压强、温度、时间等均达到一定条件，水晶晶体才会形成；玻璃，将二氧化硅与其它物质熔融在一起，而后冷却制成的。晶体和非晶体形成的条件不同，晶体的形成需要更严苛的条件。
（四）晶体的微观结构
1.合理猜想
问题：宏观上，晶体有规则的外形，非晶体没有规则的外形，晶体和非晶体的微观结构有什么区别呢？原子排列会有什么不同呢？
我们先来看两幅图，阅兵式上，队伍有规则的形状；马路上的人群，整体无规则形状。
为什么会有这样的不同呢？
回答：这与个体的排列方式有关。士兵排列有序，则队伍有规则形状；行人穿过马路，无规律地走动，所以整体无规则形状。
猜想：晶体的原子排列是有规律的，所以晶体有规则的外形；非晶体的原子排列是无序的，杂乱无章的，所以非晶体没有规则的外形。
2.实验验证
当然，仅有猜想是不够的，还需要有实验事实来证明。
我们先来看一个小实验。
光照到两个铅笔间的缝隙上，衍射图样是明暗相间的条纹；光照到小孔上，衍射图样中间是圆形亮斑。也就是说，衍射图样能够反映障碍物、缝或孔的形状，反映障碍物的形状特点。
受上述现象的启发，劳厄想到，如果x射线的波长与晶格尺寸比较接近，用x射线照射晶体，也会发生衍射，衍射图样会反映晶体内部原子排列的信息。科学家们进行了这样的实验，将晶体放在x射线源和照相底片之间，结果在照相底片上显示出有规则的斑点群。说明晶体的原子排列确实是有规律的。后来的研究中，科学家还用电子显微镜观察到原子的像，接着用扫描隧道显微镜观察到原子及其排列情况，证实了晶体内部原子的排列是规则的、有序的。
3.晶体的微观结构特点
组成晶体的物质微粒依照一定的规律在空间中整齐地排列，食盐晶体的Na离子和Cl离子形成了规则的网络结构，每个离子都在正方体的顶点附近振动，正方体的顶点是离子振动的平衡位置。
一颗璀璨的钻石和一支写字的铅笔芯有什么异同？
铅笔芯的主要成分是石墨，碳元素构成的晶体，其原子排列是层状的，且层与层间的距离大，原子间的相互作用较弱，因此石墨质地较为松软，很容易在纸上留下痕迹。钻石是经过雕琢后的金刚石，也是由碳元素构成的晶体，其空间结构为稳定的正四面体交替链接而成，碳原子间的作用力很强，是自然界中最坚硬的物质，它能够划伤任何其他矿物，却没有任何一种矿物能划伤它。
同种原子按照不同规则在空间分布，形成不同的晶体．近年来，科学家将石墨中这薄薄的一层剥离出来，这种材料叫做石墨烯，是二维的纳米材料，有广泛的应用前景，下面我们来了解一下。
播放视频，了解科学研究的热门材料石墨烯的应用前景。
新材料的开发和应用，能够改变我们的生活，而应用新材料的前提是掌握材料的性质和特点。
（五）小结
晶体和非晶体
1.晶体：有确定的熔点。
1)单晶体：具有天然规则的几何形状。
2)多晶体：由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成，没有天然规则的几何形状。
2.非晶体：没有天然规则的几何形状，也没有确定的熔点。
物理性质的不同
单晶体：物理性质表现为各向异性；
多晶体和非晶体：物理性质表现为各向同性。
晶体的微观结构
组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定的规律在空间中整齐地排列。温度和温标
【教学目标】
（一）知识与技能
1．了解系统的状态参量以及平衡态的概念。
2．掌握热平衡的概念及热平衡定律。
3．掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示。
（二）过程与方法
通过学习温度与温标，体会热力学温度与摄氏温度的关系。
（三）情感、态度与价值观
体会生活中的热平衡现象，感应热力学温度的应用。
【教学重点】
热平衡的定义及热平衡定律的内容。
【教学难点】
有关热力学温度的计算。
【教学方法】
讲练法、举例法、阅读法
【教学准备】
投影仪、投影片
【教学过程】
（一）引入新课
教师：在初中我们已学过了测量温度时常用的一种单位，叫“摄氏度”。大家都知道：它是以冰水混合物的温度为0度，以一个大气压下沸水的温度为100度，在这两温度之间等分100个等份，每一等份为1个温度单位，叫“摄氏度”。这种以冰水混合物的温度为零度的测温方法叫摄氏温标，以摄氏温标表示的温度叫摄氏温度。今天我们将要进一步学习有关温度和温标的知识。
（二）进行新课
1．平衡态与状态参量。
教师：引导学生阅读教材有关内容。回答问题：
（1）什么是系统的状态参量？并举例说明。
（2）举例说明，什么是平衡态？
学生：阅读教材，思考讨论，回答问题。
2．热平衡与温度
教师：引导学生阅读教材有关内容。回答问题：
（1）什么是热平衡？
（2）怎样理解"热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统"？
（3）怎样判断"两个系统原来是处于热平衡的"？
（4）热平衡定律的内容是什么？
（5）温度是如何定义的？其物理意义是什么？
学生：阅读教材，思考讨论，回答问题。
3．温度计与温标。
教师：引导学生阅读教材有关内容。回答问题：
（1）什么是温标？
（2）如何来确定一个温标？并以"摄氏温标"的确定为例加以说明。
（3）什么是热力学温标和热力学温度？热力学温度的单位是什么？热力学温度与摄氏温度的换算关系怎样？
学生：阅读教材，思考讨论，回答问题。
典例探究
例1：细心观察可以发现，常见液体温度计的下部的玻璃泡较大，壁也比较薄，上部的管均匀而且很细，想一想，温度计为什么要做成这样呢？
解析：这样做的目的都是为了使测量更准确、更方便。下部较大而上部很细，这样下部储存的液体就比较多，当液体膨胀收缩时，膨胀或收缩不大的体积，在细管中的液面就有较大的变化，可以使测量更精确；下部的壁很薄，可以使玻璃泡内的测温物质的温度较快地与待测物质的温度一致；细管的粗细是均匀的，是为了使刻度均匀，更便于读数。
（三）课堂总结、点评
本节课我们主要学习了：
1．平衡态与状态参量。
2．热平衡与温度的概念。
3．温度计与温标。
【作业布置】
1．阅读科学漫步中的材料。
2．完成问题与练习的题目。
（四）课后练习
1．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是（ ）
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位
B．温度升高了1℃就是升高了1K
C．1℃就是1K
D．0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273K
2．（1）水的沸点是______℃=_________K；
（2）绝对零度是______℃=_________K；
（3）某人体温是36.5℃，也可以说体温为______K；此人体温升高1.5℃，也可以说体温升高了______K。
（4）10℃=______K； 10K=______℃； 27℃=______K；
27K=______℃； 273℃=______K； 273K=______℃；
（5）若Δt=40℃，则ΔT=______K；若ΔT=25K，则Δt=______℃。
参考答案：
1．A BD
2．（1）100；373（2）－273.15；0 （3）36.5；309；310.5
（4）283；－263；300；－246；546；0（5）40；25

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