高中物理新课标版人教版选修3-3精品课件:8.0《气体》ppt.ppt
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1、新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-33-3第八章气体8.1气体的等温变化教学目标教学目标 1知识要求知识要求:(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。2能力要求:能力要求: 通过对演示实验的研究,培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力。3方法要求:方法要求: 当需要研究两个以上物理量间的关系时,先保持某个或某几个物理量不变,从最简单的情况开始研究,得出某些规律,然后再进一步研究所涉及
2、的各个物理量间的关系。v二、重点、难点分析二、重点、难点分析v1重点是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。v2学生往往由于“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。在目前这个阶段,有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。v三、教具三、教具v1定性演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系。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、20cm6cm薄木板一块。v2较精确地演示一定质量的气体在温度保持不变时压强
3、与体积的关系实验仪器。1、温度、温度2、体积、体积3、压强、压强热力学温度热力学温度T :开尔文:开尔文 T = t 273 K体积体积 V单位:有单位:有L、mL等等压强压强 p单位:单位:Pa(帕斯卡)(帕斯卡)气体的状态参量气体的状态参量复复习习问题问题引引入入 一定质量的气体,它的温一定质量的气体,它的温度、体积和压强三个量之间变度、体积和压强三个量之间变化是相互对应的。我们如何确化是相互对应的。我们如何确定三个量之间的关系呢?定三个量之间的关系呢?方法研究方法研究引引入入 在物理学中,当需要研究三个物在物理学中,当需要研究三个物理量之间的关系时,往往采用理量之间的关系时,往往采用“保
4、持保持一个量不变,研究其它两个量之间的一个量不变,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关系,然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系几个量之间的关系”, 控制变量的方法控制变量的方法问题问题引引入入 我们在以前的学习中,也曾经采用我们在以前的学习中,也曾经采用过过“控制变量的方法控制变量的方法”来研究三个变量来研究三个变量之间的关系:之间的关系:1、牛顿第二定律(、牛顿第二定律(、F、m););2、引言引言引引入入 今天,我们便来研究气体的三个状今天,我们便来研究气体的三个状态参量态参量T、V、p之间的关系。之间的关系。 首先,我们来研究:当温度(首先,我们来研究:当温度(
5、T )保持不变时,体积(保持不变时,体积( V )和压强()和压强( p )之间的关系。之间的关系。授授课课气体的等温变化气体的等温变化1、等温变化:、等温变化: 气体在温度不变的状态下,发生的气体在温度不变的状态下,发生的变化叫做变化叫做等温变化等温变化。2、实验研究、实验研究实实验验2、实验研究、实验研究(1)实验目的:)实验目的: 在温度保持不变时,研究一定质量在温度保持不变时,研究一定质量气体的压强和体积的关系气体的压强和体积的关系(2)实验装置实验装置1 实验装置实验装置2(3)实验数据的测量及分析)实验数据的测量及分析演示实验演示实验(看课本)看课本)实实验验(1)研究的是哪一部分
6、气)研究的是哪一部分气体体?(2)怎样保证)怎样保证 T 不变不变?(4)如何测)如何测 V ?(3)如何改变)如何改变 p ?根据高度差根据高度差实验数据的处理实验数据的处理实实验验次数次数12345压强(压强(105Pa) 3 . 0 2.5 2 . 0 1 . 5 1 . 0体积体积(L) 1 . 3 1.6 2 . 0 2 . 7 4 . 0p p/10 Pa5V V1 12 23 30 01 12 23 34 4实实验验p p/10 Pa10 Pa51/V V1 12 23 30 00.20.20.40.40.60.60.80.8实实验验结结论论实验结论实验结论玻意耳定律玻意耳定律2
7、、公式表述:、公式表述:pV=常数常数 或或p1V1=p2V23、图像表述:、图像表述:p1/V0Vp0AA1、文字表述:、文字表述:一定质量一定质量某种气体,在某种气体,在温度不温度不变变的情况下,压强的情况下,压强p与体积与体积V成反比。成反比。 需要注意的问题需要注意的问题v研究对象研究对象:一定质量的气体一定质量的气体v适用条件适用条件:温度保持不变化温度保持不变化v适用范围:温度不太低,压强不太大适用范围:温度不太低,压强不太大说说明明思考与讨论思考与讨论 同一气体,不同温度下等温线是不同的,同一气体,不同温度下等温线是不同的,你能判断那条等温线是表示温度较高的情形你能判断那条等温线
8、是表示温度较高的情形吗?你是根据什么理由作出判断的?吗?你是根据什么理由作出判断的?结论结论:t3t2t1Vp1230例题例题 一个足球的体积是一个足球的体积是2.5L。用打气。用打气筒给这个足球打气,每一次都把体积为筒给这个足球打气,每一次都把体积为125mL,压强与大气压相同的气体打进压强与大气压相同的气体打进球球 内。如果在打气前足球已经是球形内。如果在打气前足球已经是球形并且里面的压强与大气压相同,打了并且里面的压强与大气压相同,打了20次后,足球内部空气的压强是大气次后,足球内部空气的压强是大气压的多少倍?你在得出结论时考虑到了压的多少倍?你在得出结论时考虑到了什么前提?实际打气时能
9、满足你的前提什么前提?实际打气时能满足你的前提吗?吗? 8.2气体的等容变化和等压变化教学目标教学目标 1知识要求:知识要求:v(1)知道什么是气体的等容变化过程;v(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;v(3)知道查理定律的适用条件;v(4)会用分子动理论解释查理定律。2能力要求:能力要求: 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方法要求:方法要求: 培养学生运用数学方法解决物理问题的能力由图象总结出查理定律。重点、难点分析重点、难点分析v1查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。v2气体压强和摄氏温度不成正比,压强增量和摄氏温度成正
10、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。v教具教具v1引入新课的演示实验v带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。v2演示一定质量的气体保持体积不变时,压强与温度的关系v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。一、等容过程 1等容过程:气体在体积不变的情况下发生等容过程:气体在体积不变的情况下发生的状态变化过程叫做等容过程的状态变化过程叫做等容过程2一定质量气体的等容变化一定质量气体的等容变化 3查理定律: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( p T ) 2211TpTpCTp可写成或(1)查理定律是实验定律,由法国科学家
11、查理)查理定律是实验定律,由法国科学家查理通过实验发现的通过实验发现的(2)适用条件:气体质量一定,体积不变)适用条件:气体质量一定,体积不变(3)在)在p/T=C中的中的C与气体的种类、质量、体与气体的种类、质量、体积有关积有关注意:注意:p与热力学温度与热力学温度T成正比,不与摄氏温成正比,不与摄氏温度成正比,但压强的变化度成正比,但压强的变化 p与摄氏温度与摄氏温度 t的的变化成正比变化成正比(4)一定质量的气体在等容时,升高(或降低)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)的压强是相同相同的温度,所增加(或减小)的压强是相同的的(5)解题时前后两状态压强的单位
12、要统一)解题时前后两状态压强的单位要统一 4等容线等容线 (l)等容线:一定质量的某种气体在等容变化)等容线:一定质量的某种气体在等容变化过程中,压强过程中,压强p跟热力学温度跟热力学温度T的正比关系的正比关系pT在直角坐标系中的图象叫做等容线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)一定质量气体的等容线pT图象,其延长图象,其延长线经过坐标原点,斜率反映体积大小,如图所线经过坐标原点,斜率反映体积大小,如图所示示(3)一定质量气体的等容线的物理意义)一定质量气体的等容线的物理意义图线上每一个点表示气体一个确定的状态,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
13、体积相同同一根等容线上各状态的体积相同 不同体积下的等容线,斜率越大,体积越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)如图所小(同一温度下,压强大的体积小)如图所示,示,V2V1应用汽车、拖拉机里的内燃机,就是利用气体汽车、拖拉机里的内燃机,就是利用气体温度急剧升高后压强增大的原理,推动气温度急剧升高后压强增大的原理,推动气缸内的活塞做功缸内的活塞做功打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破水瓶塞子会迸出来水瓶塞子会迸出来二、等压过程 1等压过程:气体在压强不变的情况下发生等压过程:气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程的状态变化
14、过程叫做等压过程2一定质量气体的等压变化一定质量气体的等压变化3盖吕萨克定律:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,体积V与热力学温度成正比( V T ).2211TVTVCTV可写成或(1)盖)盖吕萨克定律是实验定律,由法国科学吕萨克定律是实验定律,由法国科学家盖家盖吕萨克通过实验发现的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)适用条件:气体质量一定,压强不变(3)在)在 V/=C 中的中的C与气体的种类、与气体的种类、质量、压质量、压强有关强有关注意:注意: V正比于正比于T而不正比于而不正比于t,但,但 V t(4)一定质量的气体发生等压变化时,升高)一定质量的气体发
15、生等压变化时,升高(或降低)相同的温度,增加(或减小)的体(或降低)相同的温度,增加(或减小)的体积是相同的积是相同的(5)解题时前后两状态的体积单位要统一)解题时前后两状态的体积单位要统一4等压线等压线(1)等压线:一定质量的某种气体在等压变化)等压线:一定质量的某种气体在等压变化过程中,体积过程中,体积V与热力学温度与热力学温度T的正比关系在的正比关系在VT直角坐标系中的图象叫做直角坐标系中的图象叫做等压线等压线(2)一定质量气体的等压线的)一定质量气体的等压线的VT图象,其图象,其延长线经过坐标原点,斜率反映压强大小,延长线经过坐标原点,斜率反映压强大小,如图所示如图所示(3)一定质量气
16、体的等压线的物理意义)一定质量气体的等压线的物理意义图线上每一个点表示气体一个确定的状态,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同一根等压线上各状态的压强相同不同压强下的等压线,斜率越大,压强越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)如图所小(同一温度下,体积大的压强小)如图所示示21 小结:小结:v一定质量的气体在等容变化时,遵守查理定一定质量的气体在等容变化时,遵守查理定律律v一定质量的气体在等压变化时,遵守盖一定质量的气体在等压变化时,遵守盖吕萨克吕萨克定律定律2211TVTVCTV可写成或2211TpTpCTp可写成或例题例题1
17、某种气体在状态时压强某种气体在状态时压强2105Pa,体积为体积为1m3,温度为温度为200K,(1)它在等温过程中由状态它在等温过程中由状态A变为状态变为状态B,状态状态B 的体积为的体积为2m3,求状态求状态B 的压强的压强.(2)随后随后,又由状态又由状态B 在等容过程中变为状态在等容过程中变为状态C ,状态状态C 的温度为的温度为300K,求状态求状态C 的压强的压强.解解(1)气体由状态气体由状态A 变为状态变为状态B 的过程遵从玻意耳定律的过程遵从玻意耳定律.由由pAVA= PBVB, PB=105Pa(2)气体由状态气体由状态B变为状态变为状态C的过程遵从查理定律的过程遵从查理定
18、律. 由由 pc=1.5105PaccBBTpTpA B C8.3理想气体的状态方程教学目标教学目标 知识与能力知识与能力1知识要求:v(1)初步理解“理想气体”的概念。v(2)掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程,熟记理想气体状态方程的数学表达式,并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。v(3)熟记盖吕萨克定律及数学表达式,并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。2通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖吕萨克定律的过程,培养学生严密的逻辑思维能力。v3通过用实验验证盖吕萨克定律的教学过程,使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法,并对学生进行
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