1、 1 / 4教学课题： 第二节 气体的等容变化和等压变化教学目标 1知识要求：（1）知道什么是气体的等容变化过程；（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解 p-t 图象的物理意义；（3）知道查理定律的适用条件；（4）会用分子动理论解释查理定律。2能力要求：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。3方法要求：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律。教学重点：理解并掌握气体的等容和等压变化，学会用图像处理问题。教学难点：气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。掌握 P-T、V-T 图像及它们
2、的物理意义。教 具：1引入新课的演示实验：带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。2演示一定质量的气体保持体积不变时，压强与温度的关系查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。教学过程：引入新课：1、知道高压锅做饭的原理吗？2、用手堵住注射器的口压缩越来越困难由上一节可知气体的压强、体积、温度 三个状态参量之间存在一定的关系。 本节我们研究另外两种特殊情况： 一定质量的气体，在体积不变的条件下 其压强与温度变化时的关系及压强不变 的条件下其体积和温度的变化关系。得出课题：第二节 气体的等容变化和等压变化新课教学一、气体的等容变化 1、气体在体积不变的状态下，压强随温度的变化
3、叫做等容变化。 2、查理定律： 2 / 4（1）文字描述：一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下，压强 p 与热力学温度 T 成正比。 或一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低） 1，增加（或减 少）的压强等于它 0时压强的 1/273。 （2）图象描述： 在等容过程中，压强跟摄氏温度是一次函数关系，不是简单的正比例 关系。压强与热力学温度是正比例 函数关系。（3）数学描述： 式中 p1、 T1和 p2、 T2分别表示气体在 1、2 两个不同状态下的压强和温度。3、查理定律的微观解释 一定质量（m）的气体的总分子数（N）是一定的，体积（V）保持不变时，其单位体积内的分子数（
4、n）也保持不变，当温度（T）升高时，其分子运动的平均速率（v）也增大，则气体压强（p）也增大；反之当温度（T）降低时，气体压强（p）也减小。 二、气体的等压变化 1、当压强保持不变时, 体积和温度之间的变化叫做等压变化。 2、盖-吕萨克定律（1）文字描述：一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下, 压强 p 与热力学温度 T 成正比。 或一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1，增加（或减少）的体积等于它 0时体积的 1/273。 （2）图象描述： 21TP11P3 / 4（3）数学描述： 注：这里的 C 和玻意耳定律、查理定律表达 式中的 C 都泛指比例常数，它们并不相等
5、。式中 V1、 T1和 V2、 T2分别表示气体在 1、2 两个不同状态下的体积和温度。 (4)适用条件： 压强不太大，温度不太低；气体的质量和压强都不变。3、盖-吕萨克定律的微观解释 一定质量的理想气体的总分子数是一定的，要保持压强不变，当温度升高时，全体分子运动的平均速率 V 会增加，那么单位体积内的分子数一定要减小（否则压强不可能不变） ，因此气体体积一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小。 知识应用：【例 1】 容积为 2 L 的烧瓶，在压强为 1.0105 Pa 时，用塞子塞住，此时温度为 27 ，当把它加热到 127 时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停
6、止加热并使它逐渐降温到 27 ，求：(1)塞子打开前的最大压强；(2)27 时剩余空气的压强。解析：塞子打开前，瓶内气体的状态变化为等容变化。塞子打开后，瓶内有部分气体会逸出，此后应选择瓶中剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解。(1)塞子打开前，选瓶中气体为研究对象：初态： p11.010 5 Pa， T1273 K27 K300 K末态： p2？， T2273 K127 K400 K由查理定律可得 p2 p1 1.0105 Pa1.3310 5 Pa。T2T1 400300(2)塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象：初态： p11.010 5 Pa， T1400 K末态： p2？， T23
7、00 K2121TV214 / 4由查理定律可得 p2 p1 1.0105 Pa0.7510 5 Pa。T2T1 300400答案：(1)1.3310 5 Pa (2)0.7510 5 Pa题后反思：明确研究对象，确认体积不变，选好初末状态，正确确定压强是正确运用查理定律的关键。例 2、一定质量的气体，27 时体积为 1.0102 m3，在压强不变的情况下，温度升高到 100 时体积为多少？答案：1.2410 2 m3解析：初状态 V11.010 2 m3，T1（27273）K300 K末状态： V2?T2（100273）K373 K由 得 V2 V1V1T1 V2T2 T2T1 1.0102
8、 m31.2410 2 m3。373300练习：用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积 V355 mL，假设在室温（17 ）罐内装有 0.9V 的饮料，剩余空间充满 CO2气体，气体压强为 1 atm。若易拉罐能承受的最大压强为 1.2 atm，则保存温度不能超过多少摄氏度？答案：75 解析：取剩余空间充满的 CO2气体为研究对象，则初态： p11 atm， T1（27317）K290 K末态： p21.2 atm气体发生等容变化，由查理定律 得p2p1 T2T1T2 T1 K348 Kp2p1 1.22901t（348273）75 。小结作业：（1、2）
