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(共26张PPT)
气体的等温变化
人教版高中物理
选择性必修3
新知导入
思考：用什么方法可以使凹进去的兵乓球恢复原状？
新知讲解
打足气的车胎在烈日下暴晒，常常会爆胎，为什么？
车胎内的气体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。
新知讲解
1、温度
2、体积
3、压强
热力学温度T
：开尔文
T
=
t
＋
273
K
体积
V
单位：有L、mL等
压强
p
单位：Pa（帕斯卡）
知识回顾：气体的状态参量
新知讲解
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？
在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”.
☆
控制变量的方法
新知讲解
一、探究气体等温变化的规律
1.等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.
2.在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？
3.实验研究
定性关系
猜想：
p、V成反比
结论：V减小，p增大
视频演示
新知讲解
视频演示
√
×
定量关系
新知讲解
实验数据的处理
次数
1
2
3
4
5
压强（×105Pa)
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
体积(L)
1.3
1.6
2.0
2.7
4.0
V
1
2
3
0
1
2
3
4
p-V图象
该图象是否可以说明p与V成反比？
思考
如何确定p与V的关系呢？
新知讲解
1/V
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
0.8
p-1/V图象
新知讲解
结论
在温度不变时，压强p和体积V成反比.
二、玻意耳定律
2、公式表述：pV=C(常数
)
或p1V1=p2V2
1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比.
P
1/V
P
V
3、适用范围：温度不太低，压强不太大
4、图像：
新知讲解
新知讲解
三、气体等温变化的P-V图像
1.等温线：一定质量的理想气体的P-V图像的形状为双曲线的一支，
它描述的是温度不变时的p
?V关系，称为等温线。
特点：
（1）每条等温线上气体各状态温度相同；
T1
T2
（2）温度越高等温线离坐标轴或原点越远.
新知讲解
思考：有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗?是根据什么理由做出判断的?
结论：t2>t1
V
p
T1
T2
0
新知讲解
问题：t1和t2哪个表示的温度高？
?
2.
特点：斜率越大温度越高。
课堂练习
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.
p1V1=p2V2
答案:1.25×10
5Pa
课堂练习
2、如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66
cm
的水银柱，中间封有长l2=6.6
cm的空气柱，上部有长l3=44
cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76
cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.
玻璃管开口向上时
玻璃管开口向下时，
从开始转动一周后，
由玻意耳定律有
p1l2S=p2hS
p1l2S=p3h′S
解得
h=12
cm
h′=9.2
cm
p0+ρgl3
p1
p1=p0+ρgl3
则p2=ρgl1，p0=p2+ρgx
p2
p0+ρgx
x
p3
p0+ρgx
则p3=p0+ρgx
新知讲解
四、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(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；
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．
1、如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V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
拓展提高
分子平均速率由温度决定
pAVA=pBVB
pV先增大后减小
T先增大后减小
C
等温线
2.?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.
拓展提高
初态?
p1=20×105Pa
V1=10L
T1=T
末态?
p2=1.0×105Pa
V2=？L
T2=T
由玻意耳定律?
p1V1=p2V2得
V2=200L
剩下的气体为原来的
就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了.
研究对象
拓展提高
3.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
p与
成正比
p与V成反比
温度越高,其等温线离原点越远.
BD
1/V
课堂总结
一、玻意耳定律
1、内容:一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V
成反比。
2、公式：
PV=C(常数)
或p1V1=p2V2
3、条件:
一定质量气体且温度不变
4、适用范围：温度不太低，压强不太大
二、等温变化图象
1、特点:
(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
2、图象意义:
(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系
(2)图像上每点的意义:
每一组数据---反映某一状态
T1
T2
板书设计
一、玻意耳定律
公式：
PV=C(常数)
或p1V1=p2V2
条件:
一定质量气体且温度不变
二、等温变化图象
1、特点:
(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
2、图象意义:
每一组数据---反映某一状态
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
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版本科目年级课时教学设计
课题
分子动能和分子势能
单元
1
学科
物理
年级
选修3
学习目标
物理观念：理解一定质量的气体，在温度不变的情况下气体压强和体积的关系；会用玻意耳定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。科学思维：从有序设计的一系列问题和实验，通过模型建构和科学推理，得出等温变化的规律。科学探究：能基于观察和实验提出问题、形成猜想，设计实验验证猜想并综合分析实验证据，得出气体等温变化的规律。科学态度与责任：在实验过程中保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或想法，并且能正确表达自己的观点。
重点
气体的等温变化规律的探究；理解玻意耳定律，会用玻意耳定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。
难点
气体的等温变化规律的探究。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
思考：用什么方法可以使凹进去的兵乓球恢复原状？打足气的车胎在烈日下暴晒，常常会爆胎，为什么？车胎内的气体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。知识回顾：气体的状态参量温度：热力学温度T
：开尔文
T
=
t
＋
273
K2、体积：体积
V
单位：有L、mL等3、压强：压强
p
单位：Pa（帕斯卡）
车胎内的气体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。回顾旧知识：气体，温度，体积，压强
用生活现象引入课题，激发学习兴趣，增加学生对本节课内容的亲近感，激发探究欲望，体验物理学科与生活紧密联系。
讲授新课
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？在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”.
。一、探究气体等温变化的规律1.等温变化：气体在温度不变的状态下，发生的变化.2.在等温变化中，气体的压强与体积可能存在着什么关系？（定性关系：观看演示实验）（一）提出问题、引导猜想结论：V减小，p增大（二）分组实验、验证猜想1.实验装置介绍：注射器、气压传感器、平板电脑、数据线。2.注射器的使用注意事项：（1）连接传感器之前，抽入20mL的气体；（2）实验时不要用手去摸气体部分；（3）推拉要缓慢；（4）读数时眼睛要平视，用左边这条黑线读数。3.实验仪器使用说明：（1）将电脑、压强传感器、注射器进行连接；（2）打开“WCY专用软件”中的
“气体压强与体积的关系”。
（3）点击“开始记录”，抽入20mL的气体，压到10点击点采数据，拉回15点击点采数据，然后20、25、30、35、40分别点采数据（4）点击
“p-V绘图”，点击“曲线拟合”。（三）实验数据的处理p-V图象思考：该图象是否可以说明p与V成反比？如何确定p与V的关系呢？p-1/V图象（四）得出结论结论：在温度不变时，压强p和体积V成反比。二、玻意耳定律1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比.
2、公式表述：pV=C(常数
)
或p1V1=p2V23、适用范围：温度不太低，压强不太大三、气体等温变化的P-V图像1.等温线：一定质量的理想气体的P-V图像的形状为双曲线的一支，它描述的是温度不变时的p
?V关系，称为等温线。特点：（1）每条等温线上气体各状态温度相同；（2）温度越高等温线离坐标轴或原点越远.思考1：有两条等温线，你能判断哪条等温线表示的是温度比较高时的情形吗?是根据什么理由做出判断的?思考2：t1和t2哪个表示的温度高？特点：斜率越大温度越高。课堂练习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。解析：
p1V1=p2V2答案：1.25×10
5Pa课堂练习2、如图，一上端开口,下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66
cm
的水银柱，中间封有长l2=6.6
cm的空气柱，上部有长l3=44
cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐.已知大气压强为p0=76
cmHg.如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度.封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.解析：玻璃管开口向上时：p1=p0+ρgl3
玻璃管开口向下时：则p2=ρgl1，p0=p2+ρgx
从开始转动一周后，则p3=p0+ρgx
由玻意耳定律有p1l2S=p2hS
p1l2S=p3h′S解得：
h=12
cm
h′=9.2
cm四、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(p1，V1，T1，p2，V2，T2)；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．拓展提高1、如图所示，是一定质量的某种气体状态变化的p-V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.先增大后减小解析：分子平均速率由温度决定，在图中画出等温线可知：pV先增大后减小，则T先增大后减小，答案：C拓展提高2、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.解析：初态?
p1=20×105Pa
V1=10L
T1=T末态?
p2=1.0×105Pa
V2=？L
T2=T由玻意耳定律?
p1V1=p2V2得
V2=200L剩下的气体为原来的5%点评：就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了.3.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条P-1/V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＞T2D.T1＜T2解析：温度越高,其等温线离原点越远.答案：BD
控制变量的方法体验后得出定性关系：一定质量的气体，在温度不变的情况下，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。猜想：
p、V成反比学生利用电脑三人为一组，进行合作实验。学生利用电脑处理实验所得的数据。得出:p-V关系图象，形状似双曲线的一支。学生得出:p-1/V关系图象是一条几乎通过原点的直线。完成思考题。完成课堂练习。完成课堂练习。整理解题步骤，明确解题思路。完成本节课拓展提高。
通过亲身体验，深刻体会气体压强与体积定性关系，进而激发对定量关系的探究欲望。练习使用先进仪器进行实验探究规律，体会科学探究过程，培养学生相互协作的精神。培养学生交流的意愿和能力。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精神。培养学生化曲为直的方法和知识迁移的能力。让学生意识到玻意耳定律使用的局限性。通过等温线更好的理解玻意耳定律的内容。锻炼解决实际问题的能力。整理解题步骤，明确解题思路。巩固本节课所学知识
课堂小结
一、玻意耳定律1、内容:一定质量某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V
成反比。
2、公式：
PV=C(常数)
或p1V1=p2V23、条件:
一定质量气体且温度不变4、适用范围：温度不太低，压强不太大二、等温变化图象1、特点:(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2、图象意义:(1)物理意义:反映压强随体积的变化关系(2)图像上每点的意义:
每一组数据---反映某一状态
学生总结本节课学习的内容。
课堂小结由学生完成，能帮助学生形成知识框架，更好的理解和应用知识。
板书
一、玻意耳定律公式：
PV=C(常数)
或p1V1=p2V2条件:
一定质量气体且温度不变二、等温变化图象1、特点:(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2、图象意义:
每一组数据---反映某一状态
梳理知识结构。
展示本节课知识框架，帮助学生记忆。
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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