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

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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(huì)用分子動(dòng)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(shí)，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(gè)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(huì)看到塞子飛出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子時(shí)會(huì)比平時(shí)費(fèi)力。 這個(gè)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(shí)，氣體的

3、壓強(qiáng)增大；當(dāng)溫度降低時(shí)，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(dòng)時(shí)，B管中的水銀面怎樣變化？ ③ 當(dāng)A

4、管向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)；當(dāng)B管中水銀面比A管中水銀面高時(shí)）  （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(shí)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(shí)怎樣移動(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)怎樣移動(dòng)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(shí)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(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(gè)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(gè)定律。