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1、2022年高三物理 8.2、氣體的等容變化和等壓變化教案 新人教版選修3-3
一、教學(xué)目標(biāo)
1.物理知識要求:
(1)知道什么是氣體的等容變化過程;
(2)掌握查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式;理解p-t圖象的物理意義;
(3)知道查理定律的適用條件;
(4)會用分子動理論解釋查理定律。
2.通過演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和實(shí)驗(yàn)研究能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力——由圖象總結(jié)出查理定律。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.查理定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式、圖象及適用條件是重點(diǎn)。
2.氣體壓強(qiáng)和攝氏溫度不成正比,壓強(qiáng)增量
2、和攝氏溫度成正比;氣體原來的壓強(qiáng)、氣體在零攝氏度的壓強(qiáng),這些內(nèi)容易混淆。
三、教具
1.引入新課的演示實(shí)驗(yàn)
帶有橡皮塞的滴液瓶、加熱裝置。
2.演示一定質(zhì)量的氣體保持體積不變時,壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系
查理定律演示器、水銀氣壓計(jì)、攪棒、食鹽和適量碎冰、溫度計(jì)、保溫套、容器。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
我們先來看一個演示實(shí)驗(yàn):
滴液瓶中裝有干燥的空氣,用涂有少量潤滑油的橡皮塞蓋住瓶口,把瓶子放入熱水中,會看到塞子飛出;把瓶子放在冰水混合物中,拔掉塞子時會比平時費(fèi)力。
這個實(shí)驗(yàn)告訴我們:一定質(zhì)量的氣體,保持體積不變,當(dāng)溫度升高時,氣體的
3、壓強(qiáng)增大;當(dāng)溫度降低時,氣體的壓強(qiáng)減小。
請學(xué)生舉一些生活中的實(shí)例。
下面我們進(jìn)一步研究一定質(zhì)量的氣體保持體積不變,氣體的壓強(qiáng)隨溫度變化的規(guī)律。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.氣體的等容變化
結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)的分析,引導(dǎo)學(xué)生得出:
氣體在體積不變的情況下所發(fā)生的狀態(tài)變化叫做等體積變化,也叫做等容變化。
2.一定質(zhì)量的氣體在等容變化過程中,壓強(qiáng)隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)研究
(1)實(shí)驗(yàn)裝置——查理定律演示器
請學(xué)生觀察實(shí)物。
請學(xué)生結(jié)合實(shí)物演示,弄明白如下問題:
①研究對象在哪兒?
② 當(dāng)A管向上運(yùn)動時,B管中的水銀面怎樣變化?
③ 當(dāng)A
4、管向下運(yùn)動時,B管中的水銀面怎樣變化?
④怎樣保證瓶中氣體的體積不變?
⑤瓶中氣體的壓強(qiáng)怎樣表示?(當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面低時;當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面高時)
(2)用氣壓計(jì)測量大氣壓強(qiáng)
p0= ?mmHg
(注意水銀氣壓計(jì)的讀數(shù)方法。)
請兩位學(xué)生讀出當(dāng)時的大氣壓強(qiáng)值。
(3)實(shí)驗(yàn)條件:一定質(zhì)量的氣體、一定的氣體體積
請學(xué)生討論:怎樣保證實(shí)驗(yàn)條件?
① 燒瓶用膠塞塞好,與水銀壓強(qiáng)計(jì)B管連接處密封好。
② 使水銀壓強(qiáng)計(jì)的A管水銀面與B管水銀面一樣高,并將B管水銀面的位置記下來。(室溫)
(4)
5、實(shí)驗(yàn)過程
① 將燒瓶置于食鹽加碎冰溶化的混合物中,燒瓶要完全沒入。(請學(xué)生估測發(fā)生的現(xiàn)象)
現(xiàn)象:燒瓶中氣體體積減小,B管中水銀面上升,A管中水銀面下降。氣體壓強(qiáng)減小。
措施:請學(xué)生討論此時怎樣移動A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。
記下此時A、B管中水銀面的高度差。
② 將燒瓶完全置于冰水混合物中。(請學(xué)生估測發(fā)生的現(xiàn)象)
現(xiàn)象:燒瓶中氣體體積仍小于室溫時的標(biāo)記體積,B管中水銀面仍高于A管中水銀面,但A、B兩管中水銀面高度差減少。
措施:仍請學(xué)生回答此時怎樣移動A管才能使B管中水銀面恢復(fù)到初始的標(biāo)記位置。
記下此時A、B管中水銀面的高
6、度差。
③ 將燒瓶完全置于30 ℃的溫水中。(請學(xué)生估測發(fā)生的現(xiàn)象)
現(xiàn)象:B管中水銀面低于標(biāo)記位置,A管中水銀面高于標(biāo)記位置。
措施:請學(xué)生討論應(yīng)怎樣移動A管,才能使B管中的水銀面恢復(fù)到初始標(biāo)記位置。
記下此時A、B管中水銀面的高度差。
④ 將燒瓶再分別完全置于45℃的溫水中,60℃、75℃的熱水中,重復(fù)上述過程。
(5)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
氣體溫度(℃)
-20
0
30
45
60
75
氣體壓強(qiáng)mmHg
?
?
?
?
?
?
?
p0= mmHg??
7、???????? 室溫 ℃
請學(xué)生計(jì)算:
(1)以0℃氣體壓強(qiáng)為參照,氣體溫度每升高1℃,增加的壓強(qiáng)值是0℃時氣體壓強(qiáng)值的多少分之一。
(2)以0℃氣體壓強(qiáng)為參照,氣體溫度每降低1℃,減少的壓強(qiáng)值是0℃時氣體壓強(qiáng)值的多少分之一。
(6)圖象(以實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn),此處僅為示意圖)
由此圖象,可寫出如下方程:
p=p0+kt
其中k為斜率
精確的實(shí)驗(yàn)指出t外推=-273℃
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論——查理定律
1787年法國科學(xué)家查理通過實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)所有氣體都遵從定律查理。
適用條件:
①
8、溫度不太低;②壓強(qiáng)不太大。
微觀解釋:請學(xué)生自學(xué)課本。
4.查理定律的應(yīng)用
例1 ?一定質(zhì)量的氣體,保持體積不變,溫度從1℃升高到5℃,壓強(qiáng)的增量為 2.0×103 Pa,則 [??? ]
A.它從5℃升高到10℃,壓強(qiáng)增量為2.0×103Pa
B.它從15℃升高到20℃,壓強(qiáng)增量為2.0×103Pa
C.它在0℃時,壓強(qiáng)約為1.4×105Pa
答案:C。(解題過程略)
例2 ?密閉容器內(nèi)裝有一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度升高5℃時,氣體
答案:227℃(解題過程略)
(三)課堂小結(jié)
1.一定質(zhì)量的氣體,在體積保持不變的情況下,溫度每升高(或降
2.查理定律可以用 p-t 圖線來表示。
3.查理定律是個實(shí)驗(yàn)定律。不論什么氣體,只要符合壓強(qiáng)不太大(和大氣壓比較)、溫度不太低(和室溫比較)的條件,都近似地符合這個定律。