普通高中 物理 3-3 （教案）

第八章 气体

第二节 气体的等容变化变化和等压变化

教学目标

一、知识目标：

1、知道什么是气体的等容变化和等压变化过程；

2、掌握查理定律和盖-吕萨克定律的内容,数学表达式;理解p-t图象的物理意义； 3、知道查理定律和盖-吕萨克定律的适用条件。 二、能力目标：

1、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；

2、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。 三、德育目标：

领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值观。

教学重点

1、查理定律的内容、数学表达式及适用条件；

2、盖-吕萨克定律的内容、数学表达式及适用条件。

教学难点

对p-T图象和V-T图象的物理意义的理解。

教学方法

电教法、讲授法

教学用具

投影仪、投影片

课时安排

1课时

教学过程

引入新课：

教师：上节我们学习了玻意耳定律，那么玻意耳定律的内容和公式是什么？ 学生：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。 即

pV?常量

或

p1V1?p2V2

教师：应用玻意耳定律求解问题的基本思路是什么？ 学生：首先确定研究对象（一定质量的气体，温度不变），然后确定气体在两个不同状态下的压强和体积p1、V1，p2、V2，最后根据定律列式求解。

教师：那么，当气体的体积保持不变时，气体的压强与温度的关系是怎样的呢？若气体的压强保持不变时，气体的体积与温度的关系又是怎样的呢？这节课我们学习气体的等容变化和等压变化。

新课教学：

1、气体的等容变化

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普通高中 物理 3-3 （教案）

教师：我们先来看一个演示实验：滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。

教师：（提问）实验说明了怎样的道理？

学生：这个实验告诉我们：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小。

教师：一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。在等容变化过程中，压强和温度有何定量关系呢？ 法国科学家查理通过实验发现，当气体的体积一定时，各种气体的压强与温度之间都有线性关系。我们把它叫做查理定律。

教师：画出气体压强p与摄氏温度t的关系图线（如图甲所示），图线不过原点。然后引导学生分析得出气体压强p与热力学温度T的关系图线（如图乙所示），图线过原点。从而得出查理定律在热力学温标下的表述：

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。即

p?CT C是比例常数。

或

p1p2?T1T2

强调指出：（1）上述规律，必须满足“一定质量的气体”。p1、T1、p2、T2分别表示气体在两个不同状态下的压强和热力学温度。

（2）等容过程的图象：一定质量的气体，在等容过程中压强p与热力学温度T成正比，p-T图线为过原点的直线。等容过程的p-T图象称为等容线。

2、气体的等压变化

教师：一定质量的气体在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化。在等压变化过程中，体积和温度有何定量关系呢？ 法国科学家盖－吕萨克通过实验发现，当气体的压强一定时，各种气体的体积与温度之间都有线性关系。我们把它叫做盖－吕萨克定律。

在热力学温标下盖－吕萨克定律的表述为：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。即

V?CT C是比例常数。

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或

V1V2?T1T2

V强调指出：（1）上述规律，必须满足“一定质量的气体”。1、T1、V2、T2分别表示

气体在两个不同状态下的体积和热力学温度。

（2）等压过程的图象：一定质量的气体，在等压过程中体积V与热力学温度T成正比，V-T图线为过原点的直线。等压过程的V-T图象称为等压线。

下面我们来看几道习题：

例1某个汽缸中有活塞封闭了一定质量的空气，它从状态A变化到状态B,其压 强p和温度T的关系如图所示，则它的体积 （ ）

A．增大 B.减小

C.保持不变 D.无法判断

解析:由图可知,气体从A变化到B的过程中，AB连线过坐标原点，即压强p与热力学温度T成正比，所以是等容变化，体积一定保持不变。

本题正确选项是:C。 拓展：物理学中可以用图象来分析研究物理过程中物理量的变化关系,也可以用图象来描述物理量的变化关系,也就是说图象可以作为一种表达方式,本题中的图象给了我们信息,要学会从图中寻找已知条件.若p-T图象如图所示，则表明气体做等压变化，根据盖·吕萨克定律，气体压强不变时，温度升高，体积增大。 答案为A。

例2 如图所示，有一根足够长的上端开口的玻璃细管，玻璃管中用h=10cm的水银柱封闭了一段气体，当温度为27℃时，气体的长度为l=20cm。现给气体加热，使水银柱上升5cm，求此时玻璃管中气体的温度。（设大气压强p0=76cmHg）

解析：根据题意，玻璃管中的气体做等压变化。

初状态： T1?300K V1?20s V2?25s 其中s为玻璃管横截面积 根据盖·吕萨克定律有：

V1V2，代入数据解得： ?T1T2T2=375K，即102℃

拓展：确定研究对象，然后分析这部分气体状态变化的过程，确定变化过程的初、末状态参量，根据气体状态变化选择适当的定律建立各参量间的关系是解决有关气体状态变化问题的基本思路。若加热的同时不断注入水银，使气体的长度l保持不变，则温度上升到375K的过程中需要注入多少高度的水银？

解析：此过程为等容变化。

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