2.3 氣體的等壓變化和等容變化

“教學(xué)評”一體化教學(xué)設(shè)計(jì)課時設(shè)計(jì)課題2.3氣體的等壓變化和等容變化課型新授課eq\o\ac(□,√)復(fù)習(xí)課□試卷講評課□其他課□授課班級授課時間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容由氣體的等壓變化、氣體的等容變化、理想氣體和氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋四部分組成。玻意耳定律、查理定律、蓋-呂薩克定律構(gòu)成氣體實(shí)驗(yàn)定律的完整體系。從宏觀角度用實(shí)驗(yàn)方法得到氣體實(shí)驗(yàn)定律后，教材從微觀角度用分子動理論來研究氣體狀態(tài)變化，并對三個氣體實(shí)驗(yàn)定律的適用條件進(jìn)行探討，抽象出理想氣體模型。學(xué)習(xí)者分析學(xué)生知道控制變量法研究物理量與多個因素的關(guān)系，研究氣體等壓變化和等容變化用到了相同的物理思想。學(xué)生了解壓強(qiáng)的產(chǎn)生和影響因素，從微觀角度利用分子動理論解釋氣體的實(shí)驗(yàn)定律。氣體的變化抽象，中學(xué)生抽象邏輯思維能力進(jìn)一步發(fā)展，解決問題對直觀形象有較強(qiáng)的依賴，教學(xué)時可采用教育信息技術(shù)將氣體的變化直觀顯現(xiàn)，例如PhET虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下氣體體積和溫度的關(guān)系；會用蓋呂薩克定律解釋一些自然現(xiàn)象，解決簡單的實(shí)際問題；理解一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下氣體壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系；會用查理定律解釋一些自然現(xiàn)象，解決簡單的實(shí)際問題。2、從有序設(shè)計(jì)的一系列問題和實(shí)驗(yàn)，通過模型建構(gòu)和科學(xué)推理，得出等溫變化的規(guī)律。3、能基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出問題、形成猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想并綜合分析實(shí)驗(yàn)證據(jù)，得出氣體等溫變化的規(guī)律。4、在實(shí)驗(yàn)過程中保持交流與合作，敢于發(fā)表自己對探究過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)論的理解或想法，并且能正確表達(dá)自己的觀點(diǎn)。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體活動設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動評價(jià)任務(wù)活動一：設(shè)置問題導(dǎo)入新課問題：燒瓶上通過橡膠塞連接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住燒瓶，會觀察到水柱緩慢向外移動，這說明了什么?提問學(xué)生（條件允許的話可演示后再提問）學(xué)生分析后回答：液體因溫度T升高而壓強(qiáng)P增大，體積V膨脹。對學(xué)生的答案進(jìn)行評價(jià)、對學(xué)生敢于思考的學(xué)習(xí)精神給予表揚(yáng)鼓勵活動二：等壓變化一、猜想：在等壓變化中，氣體的體積與溫度可能存在著什么關(guān)系？思考：（1）研究的是哪一部分氣體?（2）如何保證封閉氣體的壓強(qiáng)不變?（3）如何測T?（4）如何測量V？二、實(shí)驗(yàn)視頻1.蓋—呂薩克生平介紹蓋·呂薩克1778年9月6日生于圣·萊昂特。1800年畢業(yè)于巴黎理工學(xué)校.1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72歲.1802年，蓋·呂薩克發(fā)現(xiàn)氣體熱膨脹定律(即蓋·呂薩克定律)壓強(qiáng)不變時，一定質(zhì)量氣體的體積跟熱力學(xué)溫度成正比.即V1/T1=V2/T2=……=C恒量.其實(shí)查理早就發(fā)現(xiàn)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，只是當(dāng)時未發(fā)表，也未被人注意。直到蓋-呂薩克重新提出后，才受到重視。早年都稱“查理定律”，但為表彰蓋-呂薩克的貢獻(xiàn)而稱為“查理-蓋呂薩克定律”.2.蓋—呂薩克定律的圖象蓋—呂薩克定律的圖象——等壓線（1）等壓線：一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V與熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系在V－T直角坐標(biāo)系中的圖象.（2）一定質(zhì)量氣體的等壓線的V－T圖象，其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反映壓強(qiáng)大小．（3）一定質(zhì)量氣體的等壓線的物理意義①圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強(qiáng)相同．②不同壓強(qiáng)下的等壓線，斜率越大，壓強(qiáng)越小（同一溫度下，體積大的壓強(qiáng)小）如圖所示p2<p1．3.蓋—呂薩克定律的內(nèi)容、表達(dá)式（1）文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比.（2）公式表述：V=CT體積V與熱力學(xué)溫度T成正比可以表示為另外形式或者4.說明（1）蓋·呂薩克定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國科學(xué)家蓋·呂薩克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的．（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，壓強(qiáng)不變．（3）在V/Ｔ=C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)有關(guān)．注意：V正比于T而不正比于t，但V∝Δt（4）一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減?。┑捏w積是相同的．（5）解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一．一、提出問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想、思考。演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生閱讀相關(guān)資料要求學(xué)生畫出V-T圖像，并對圖像進(jìn)行分析總結(jié)蓋—呂薩克定律總結(jié)各條注意事項(xiàng)一、對老師所提問題進(jìn)行猜想和思考。觀看演示視頻。閱讀相關(guān)材料。畫出V-T圖像，并分析圖像特點(diǎn)。能利用等壓線特點(diǎn)判斷不同等壓線壓強(qiáng)的高低。思考T、t、Δt的區(qū)別。一、對學(xué)生的答案進(jìn)行評價(jià)，肯定學(xué)生敢于回答的勇氣。二、對安排給學(xué)生的任務(wù)進(jìn)行評價(jià)，糾正不正確的地方，對學(xué)生做得好的地方進(jìn)行表揚(yáng)、鼓勵?；顒尤旱热葑兓弧⒉孪耄涸诘热葑兓?，氣體的壓強(qiáng)與溫度可能存在著什么關(guān)系？（1）研究的是哪一部分氣體?（2）如何保證封閉氣體的體積不變?（3）如何測T?（4）如何測量p？二、查理定律1.查理生平介紹查理是法國物理學(xué)家.1746年11月12日誕生于法國盧瓦雷的貝奧京西.大約在1787年，查理著手研究氣體的膨脹性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在壓力一定的時候，氣體體積的改變和溫度的改變成正比.他進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，對于一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)體積不變的時候，溫度每升高l℃，壓力就增加它在0℃時候壓力的1／273.查理還用它作根據(jù)，推算出氣體在恒定壓力下的膨脹速率是個常數(shù).這個預(yù)言后來由蓋·呂薩克和道爾頓（1766一1844）的實(shí)驗(yàn)完全證實(shí).2.查理定律的圖象查理定律的圖象——等容線（l）等容線：一定質(zhì)量的某種氣體在等容變化過程中，壓強(qiáng)p跟熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系p－T在直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等容線．（2）一定質(zhì)量氣體的等容線p－T圖象，其延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率反映體積大小．（3）一定質(zhì)量氣體的等容線的物理意義．①圖線上每一個點(diǎn)表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等容線上各狀態(tài)的體積相同。②不同體積下的等容線，斜率越大，體積越小（同一溫度下，壓強(qiáng)大的體積小）如圖所示，V2<V1．3.查理定律的內(nèi)容、表達(dá)式1、文字表述：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比.2、公式表述：P=CT壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比可以表示為另外形式或者4.說明（1）查理定律是實(shí)驗(yàn)定律，由法國科學(xué)家查理通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的．（2）適用條件：氣體質(zhì)量一定，體積不變．（3）在p/T=C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān)．注意：p與熱力學(xué)溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比,但壓強(qiáng)的變化p與攝氏溫度t的變化成正比．（4）一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭?qiáng)是相同的．（5）解題時前后兩狀態(tài)壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一．5.應(yīng)用：高壓鍋內(nèi)的食物易熟一、提出問題、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想、思考并回答二、投影相關(guān)資料2.引導(dǎo)學(xué)生描繪查理定律的圖像，并對圖像進(jìn)行分析、解釋和說明3.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出查理定律的內(nèi)容及表達(dá)式，并進(jìn)行必要的說明一、對老師所提問題進(jìn)行思考并回答二、認(rèn)真閱讀資料在老師的引導(dǎo)下繪制圖像并對圖像進(jìn)行分析總結(jié)查理定律的內(nèi)容及表達(dá)式。對學(xué)生的答案進(jìn)行評價(jià)、糾正二、檢查評價(jià)安排給學(xué)生的各項(xiàng)任務(wù)活動四：理想氣體及氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋理想氣體我們設(shè)想有一種氣體：分子大小和相互作用力可以忽略不計(jì)，也可以不計(jì)氣體與器壁碰撞的動能損失。這樣氣體在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律，我們把它叫做理想氣體。氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋玻意耳定律的微觀解釋：蓋—呂薩克定律的微觀解釋：查理定律的微觀解釋：引