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(共30张PPT)
气体的等压变化和等容变化
人教版高中物理
选择性必修3
新知导入
烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么?
新知讲解
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？
新知讲解
（1）研究的是哪一部分气体?
（3）如何测
T
?
（4）如何测量V？
从刻度尺上读出
用温度计
（2）如何保证封闭气体的压强不变?
柱塞达到平衡
注射器内一定质量的气体
实验视频
新知讲解
一、盖—吕萨克定律
1.盖—吕萨克生平介绍
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V1/T1=V2/T2=……=C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”.
新知讲解
0
V
T
气体等压变化图像
2.盖—吕萨克定律的图象
新知讲解
（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象.
2.盖—吕萨克定律的图象——等压线
（2）一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小．
新知讲解
（3）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p2．
新知讲解
V=CT
或
（2）公式表述：
（1）文字表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比.
或
体积V与热力学温度T成正比可以表示为另外形式
3.盖—吕萨克定律的内容、表达式
新知讲解
（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
V/Ｔ=C
中的C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：
V正比于T而不正比于t，但
?V??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．
4.
说明
课堂练习
ACD
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
h
p0+ρgh
p
x
p
p0+ρgx
p0+ρgx=
p0+ρgh
封闭气体温度和压强不变，体积不变
体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升
新知讲解
用手堵住注射器的口压缩气体，有什么感觉？
新知讲解
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.
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？
新知讲解
（1）研究的是哪一部分气体?
（3）如何测
T
?
（4）如何测量p？
从压力表上读出
用温度计
（2）如何保证封闭气体的体积不变?
将柱塞固定
注射器内一定质量的气体
新知讲解
视频演示
视频演示
新知讲解
二、查理定律
查理是法国物理学家.1746年11月12日诞生于法国卢瓦雷的贝奥京西.
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l℃，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（1766一1844）的实验完全证实.
1.查理生平介绍
新知讲解
0
p
t/0C
A
B
0
T/K
A
B
273.15
气体等容变化图像
2.查理定律的图象
p
新知讲解
（l）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线．
2.查理定律的图象——等容线
（2）一定质量气体的等容线p－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小．
新知讲解
（3）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，V2新知讲解
p=CT
或
2、公式表述：
1、文字表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比.
或
压强p与热力学温度T成正比可以表示为另外形式
3.查理定律的内容、表达式
新知讲解
（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．
4.
说明
（3）在p/T=C中的C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：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比,但压强的变化?p与摄氏温度?t的变化成正比．
新知讲解
高压锅内的食物易熟
5.应用
课堂练习
2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：[???
]
A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；
B、气体的压强与摄氏温度成正比；
C、气体压强的改变量与热力学温度成正比；
D、气体的压强与热力学温度成正比。
D
P/T=C
,而T
=t+273
,故气体的压强与热力学温度成正比，与摄氏温度不成正比
△P/△T=
C
,故气体压强的改变量与热力学温度的改变量成正比
拓展提高
1、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10
cm,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)
温度降低
压强减小,
故活塞下移,
重物上升.
利用等容变化
等压变化
得h
=7.4
cm
重物上升高度Δh=10－7.4=2.6
cm
拓展提高
2、某种气体在状态A时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K,
(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B
的体积为2m3,求状态B
的压强.
(2)随后,又由状态B
在等容过程中变为状态C
,状态C
的温度为300K,求状态C
的压强.
A
B
C
玻意耳定律
pAVA=
pBVB
pB=105Pa
查理定律
pC=1.5×105Pa
课堂总结
板书设计
气体的等压变化和等容变化
气体的等压变化
气体的等容变化
适用条件
变化规律
V-T图像
适用条件
变化规律
P-T图像
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
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人教版（2019）物理选修三2.3气体的等压变化和等容变化
第一课时教学设计
课题
气体的等压变化和等容变化
单元
2
学科
物理
年级
高二
学习目标
物理观念：理解一定质量的气体，在压强不变的情况下气体体积和温度的关系；会用盖吕萨克定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题；理解一定质量的气体，在体积不变的情况下气体压强和温度的关系；会用查理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
问题：烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么?
液体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。
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
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？思考：（1）研究的是哪一部分气体?（2）如何保证封闭气体的压强不变?（3）如何测
T
?（4）如何测量V？实验视频一、盖—吕萨克定律1.盖—吕萨克生平介绍盖·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V1/T1=V2/T2=……=C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”.2.盖—吕萨克定律的图象盖—吕萨克定律的图象——等压线
（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象.（2）一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小．（3）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p2．3.盖—吕萨克定律的内容、表达式（1）文字表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比.（2）公式表述：V=CT体积V与热力学温度T成正比可以表示为另外形式或者4.
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．（2）适用条件：气体质量一定，压强不变．（3）在
V/Ｔ=C
中的C与气体的种类、质量、压强有关．注意：
V正比于T而不正比于t，但V∝Δt（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．课堂练习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hB.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解析：A.对右管中的水银受力分析知,管中气体压强比大气压强高hcmHg
,所以弯管左管内外水银面的高度差为h。故A正确;B.弯管上下移动，封闭气体温度温度不变，又因为封闭气体压强p=
Po十Ph，则可知压强不变,由理想气体状态方程可知气体体积不变。故B错误;C.封闭气体温度和压强不变，体积不变。所以弯管向下移动少许,玻璃管左端液柱将,上升。则右管内的水银柱沿管壁上升。故C正确;
D,环境温度升高，气体压强始终为p=
Po十Ph保持不变,根据等压变化，封闭气体体积增大,则右管内的水银柱沿管壁上升。答案：ACD学生：用手堵住注射器的口压缩气体，有什么感觉？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.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）研究的是哪一部分气体?（2）如何保证封闭气体的体积不变?（3）如何测
T
?（4）如何测量p？二、查理定律1.查理生平介绍查理是法国物理学家.1746年11月12日诞生于法国卢瓦雷的贝奥京西.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l℃，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（1766一1844）的实验完全证实.2.查理定律的图象查理定律的图象——等容线
（l）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线．（2）一定质量气体的等容线p－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小．（3）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，V22、公式表述：P=CT压强p与热力学温度T成正比可以表示为另外形式或者4.
说明（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p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关．　注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比,但压强的变化?p与摄氏温度?t的变化成正比．（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一．5.应用：高压锅内的食物易熟课堂练习2、
?2、下列关于一定质量的气体的等容变化的说法中正确的是：[???
]A、气体压强的改变量与摄氏温度成正比；B、气体的压强与摄氏温度成正比；C、气体压强的改变量与热力学温度成正比；D、气体的压强与热力学温度成正比。解析：BD、气体经历等容变化,根据查理定律,有:P/T=C
,而T
=t+273
,故气体的压强与热力学温度成正比，与摄氏温度不成正比，故B错误，D正确;AC、根据查理定律公式P/T=C
,可以得到△P/△T=
C
,故气体压强的改变量与热力学温度的改变量成正比,故A错误，C错误。故选D。拓展提高1、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10
cm,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)
解析：温度降低利用等容变化压强减小,
故活塞下移,
重物上升.等压变化，得h
=7.4
cm重物上升高度Δh=10－7.4=2.6
cm2、某种气体在状态A时压强2×105Pa,体积为1m3,温度为200K,(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B
的体积为2m3,求状态B
的压强.(2)随后,又由状态B
在等容过程中变为状态C
,状态C
的温度为300K,求状态C
的压强.解析：(1)气体的状态参量:PA=2x
105Pa,VA=
1m3,
VB=
2m3,由玻意耳定律得:
PAVA=
PBVB
,代入数据解得:
PA=1x
105Pa;(2)气体的状态参量:PB=
1x
105Pa,
TB=
TA=
200K,
Tc
=
300K,由查理定律得:代入数据解得:PC=
1.5x
105Pa;
（1）注射器内一定质量的气体。（2）柱塞达到平衡。（3）用温度计。（4）从刻度尺上读出。观看演示视频。阅读相关材料。画出V-T图像，并分析图像特点。能利用等压线特点判断不同等压线压强的高低。思考T、t、Δt的区别。完成练习。用注射器完成实验，并根据实验感受做出猜想。阅读相关材料。完成思考题。类比盖吕萨克定律理解记忆查理定律。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。
小组讨论完成探究，并总结实验规律。关注物理学史，增强学生对物理学历史的了解，激发学生对学习物理的兴趣。此处为易错点。帮助学生区分热力学温度和摄氏温度，巩固新知识，提高学生分析问题的能力。结合生活中常见的实例，发现生活中现象蕴含的物理知识，并将物理知识应用与生活。关注物理学史，增强学生对物理学历史的了解，激发学生对学习物理的兴趣。通过等容线更好的理解查理定律的内容。了解物理知识在生活中的应用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
气体的等压变化
适用条件变化规律V-T图像
气体的等容变化
适用条件变化规律V-T图像
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
气体的等压变化和等容变化1、气体的等压变化——盖吕萨克定律2、气体的等容变化——查理定律
梳理知识结构。
展示本节课知识框架，帮助学生记忆。
h
气体的等压变化和等容变化
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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