1气体的等温变化（宝新）

第八章《气体》整体分析：本章为应用分子动理论和统计的观点来系统、深入分析具体的物理问题提供了机会。本章的学习内容是分子动理论和统计观点的一次具体应用。本章对气体宏观性质和微观结构特点的认识，将为下一章学习固体、液体的宏观性质及其微观解释带来很好的借鉴。本章通过学习气体实验定律，为下一章饱和汽和饱和气压奠定了一定的知识基础。

§8.1气体的等温变化

课程标准：通过实验，了解气体实验定律。该标准要求通过实验，了解气体实验定律，强调通过演示实验或学生分组实验，学习气体的玻意耳定律，关注学生学习过程的体验。对三个定律的要求属于“了解”水平，注意不做繁琐的计算，避免出现“繁”、“难”的试题。

教材分析：作为理想气体三大实验定律之首，学好本节内容，掌握其科学探究的方法，为学生学习“气体的等容变化”及“气体的等压变化”作铺垫。因此，这节课在教材中起到了承上启下的重要作用。本节课的教学要求是“探究气体等温变化”，这是课程目标中尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。在前面的学习中，学生对探究式教学已有一定的基础，并了解科学探究的一般方法与探究程序。因此，在本节内容实施教学的过程中，学生在教师的引导下进行自主探究，鼓励学生自己完成探究的每一个过程，如提出疑问、猜想与假设、实验设计、实验数据采集与处理、实验结论的分析与评估。从而进一步培养学生科学探究能力和创新精神。

学情分析：在学习这节内容之前，学生已经对气体有了感观上的认识，并且通过分子动理论的学习，积累了一定的理论基础。但是分子动理论过于抽象，学生通过对力学的学习，已经习惯对看的见摸的着的宏观物体进行状态和过程的分析，对于看不见摸不着的气体，学生感性上可能认识不到位。气体是选修3-3中的核心内容。而本章理想气体三大实验，又是重中之重。因此，学好本节内容，为学生本章后面知识的学习奠定扎实的基础。另外，培养学生对本节课内容的兴趣，可以为本章学习提供饱满激情的学习基调。 教学目标：

知识与技能：1、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；2、会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图像对实验数据进行分析和处理，体会科学探究过程；3、理解气体等温变化p-V图像的物理意义；4、会用玻意耳定律计算有关问题。

过程与方法：1、通过生活中的一些实例，激发学生兴趣，启发他们大胆猜想；2、通过观察和实验探究气体压强和体积的关系。

情感态度与价值观：1、让学生获得对科学的亲近感和热；2、培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。 教学重点：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图像的意义，在实验注意事项中强调玻意耳定律的适应条件。

教学难点：学生对探究实验的设计及实验数据的处理；运用玻意耳定律分析问题。

问题2：有一个压瘪了的乒乓球没有破，同学们有什么办法让它恢复原状？能说明这样做的道理吗？

放入热水中，乒乓球内气体温度升高，压强增大，气体体积也增大。

问题3：从刚刚举的那两个例子中，我们可以猜想，影响气体的状态参量有哪些？ 气体的多少，温度，体积和压强。

问题4：在研究多变量问题时，我们应采用什么方法来探究每两个量之间的关系？ 控制变量法。

这节课，我们就在一定质量的气体，温度不变的情况下，探究气体压强和体积的关系，即气体的等温变化。

三、新课学习

（一）描述体积的状态参量

1.温度：宏观上表示物体的冷热程度，微观上是大量分子无规则运动剧烈程度的反映，是物体分子热运动的平均动能的标志。

大小:

2.体积：指气体分子所能达到的空间，即气体所能充满容器的容积。

注：气体的体积远大于气体分子本身体积的总和，其反映了一定质量的气体分子的活动范围。 单位： 3.压强：

（1）定义：气体作用在器壁单位面积上的压力。 液体中某一点的压强

（2）单位：国际单位：帕（Pa）；cmHg；

1atm?1.013?105Pa?76cmHg?760mmHg?10.13m的水柱

（3）封闭气体压强的计算方法：

红对勾P17“封闭气体压强的计算”。 例题1：红对勾P19题型一：

练习1：在竖直放置的U形管内，由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱，大气压强为P0 ，各部分数据如图所示，求A、B气体的压强

例题2：一圆形气缸静置于地面上，如图所示，气缸筒的质量为M，活塞的质量为m，活塞的面积为S，大气压强为P0，现将活塞缓慢上提，求气缸刚离开地面时，气缸内气体的压强。（活塞与气缸的摩擦可忽略）

教学过程：（课时1）

一、知识回顾

1.什么叫热力学系统？什么叫状态参量？

二、新课引入

问题1：在炎热的夏天，给自行车打气应注意什么？ 为什么（物理角度）？

不要给自行车打太多气，防止爆胎。温度升高，压强增大，气体分子数增多，体积膨胀。

（二）探究实验

猜想1：结合生活中一些切身体会，猜想一下气体压强和体积之间存在什么样的关系？ 通过同学们身边的实例和刚刚的实验，我们可以定性地知道，一定质量的气体，温度不变的情况下，随着气体体积的减小，压强增大，随着气体体积的增大，压强减小。

猜想2：一定质量的气体，温度不变的情况下，气体的压强和体积之间存在什么样的定量关系呢？

阅读课本P18“实验：探究气体等温变化的规律”，回答以下问题： 1.实验的研究对象是什么？对于研究对象有哪些要求？

2.实验中需要测量哪些物理量？

3.实验器材有哪些？各有什么作用?

4.怎么保证气体的质量是一定的？怎么保证气体的温度是一定的？ 气密性好、活塞涂油；缓慢移动活塞，筒不与手接触。 5.测量气体体积时，是否一定要测量空气柱的横截面积？

6.测量体积时，误差主要出在哪里？怎样减少这个误差？

7.如何操作实验？如何处理实验数据？

8．如果实验结果课本P18图8.1-2，你能得到什么实验结论？

一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比，这个定律叫做玻意耳定律。 四、课堂小结

大家在实验中测得的每一组p、V值都对应着被封气体的一种状态，而“温度不变”是气体状态变化过程的特点，称为“等温过程”。同学们要注意体会“状态”和“过程”两个概念，要把它们区别开来。

教学过程：（课时2）

一、知识回顾

1. 玻意耳定律的内容？

二、新课引入

上节课，我们通过实验得到了“一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比”，即玻意耳定律。本节课，我们来用玻意耳定律解决一些实际问题，并理解气体等温变化p-V图像的物理意义。

三、新课学习

（一）玻意耳定律

内容：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。 问题：这个定律还可以怎样表述？

一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积的乘积是不变的。

数学表达式1：p·V = C(C为恒量，与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量C越大)。

如果设一定质量的气体在等温变化中，体积为V1时，压强为p1；体积为V2时，压强为p2，定律可以用公式表示为：

数学表达式2： p1·V1 = p2·V2。 典型例题：红对勾P19题型二 （二）P-V图像问题

问题：依据课本P18图8.1-2，画出P-V图像。

平滑的曲线是双曲线的一段，反映了在等温情况下，一定质量的气体压强跟体积成反比的规律。 必须强调的是，这条曲线表示了一定质量的气体由一个状态过渡到另一个状态的过程是等温过程，这条曲线也叫等温线。

曲线上的每一个点，代表一定质量的气体的在该温度下的一个状态，同一等温线上PV相等； 思考与讨论:见课本P20“思考与讨论”

四、课堂小结

五、课堂检测