2.2气体实验定律（Ⅱ） 教学设计-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

《气体实验定律（Ⅱ）》教学设计

云浮市云安区云安中学  蒋贤才

教学目标：

1. 通过实验认识一定质量的气体在等容条件下其压强与温度之间的关系，及在等压条件下其体积与温度之间的关系。
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. 掌握盖-吕萨克定律的内容、数学表达式；理解V-T图象的物理意义。
4. 会运用查理定律、盖—吕萨克定律解释生产生活中的一些现象，解决一些实际问题。

教学重点：

1、理解查理定律和盖—吕萨克定律的内容；

2、理解p-T图象和V-T图象。

教学难点：

分析真实问题情境，建构物理模型，运用规律解决实际问题。

教学方法：

演示实验，讨论与交流、练习、讲授。

课时安排：1课时

复习引入：

玻意耳定律的内容和公式是什么？

新课教学：

一、查理定律

演示实验：探究气体压强与温度变化的关系。

实验现象：温度升高，压强增大。

 

1、查理定律：

法国物理学家查理通过实验发现：当气体的体积一定时，各种气体的压强都随温度的升高而均匀增大。

2、等容过程：气体在体积保持不变的情况下发生的状态变化过程。

3、气体等容变化的图像：

问题1：分析图像，气体压强与温度的关系可用什么函数来表示？

问题2：延长图线，并与横轴相交，交点坐标为（-273.15，0），如果把交点作为新的坐标原点，此时气体压强与温度的关系可用什么函数来表示？

 

4、热力学温度：

5、查理定律的简化表述：一定质量的气体，在体积不变的情况下，其压强与热力学温度

成正比。

6、表达式：

7、公式：或

【讨论与交流】气体等容变化的图像的斜率能反应什么？

 

例题：汽车轮胎的气压是影响汽车节油及行驶安全的重要因素，据统计，在高速公路上有40%以上的交通事故是由于轮胎发生故障引起的。汽车在高速行驶时车胎因反复形变而升温，车胎内气压随之升高。某品牌的汽车轮胎说明书上标有“最大胎压3 kg/cm2”。该车在夏天以120 km/h的速度行驶时，车胎内气体温度可达70 oC。为保证汽车在最高限速120 km/h的高速路上安全行驶，则在30 oC的气温下，汽车出发前给车胎充气的气压上限是多少？

 

 

二、盖-吕萨克定律

情境：烧瓶上通过橡胶塞水平连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。

【思考问题】（1）开始时，水柱静止在玻璃管中，此时烧瓶内封闭的气体压强与大气压有什么关系？

（2）用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？

（3）在压强不变的条件下，容器内气体温度和体积的变化会有什么规律？

 

1、内容：一定质量的气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。

2、表达式：

3、公式：或

4、气体发生等压变化的图像。

【讨论与交流】气体等压变化的图像的斜率能反映什么？

 

例题：炎热的夏天，当我们在教室开空调时，除了温度以外，教室内空气的质量其实也发生了改变。请估算降温前后教室内空气的质量变化量。（已知1个标准大气压下，温度为0 oC时，空气密度为1.29 kg/m3）

问题1：当室内温度降低时，气压会降低，那怎样才能使室内外空气的压强保持平衡？

问题2：如何确定不同温度时，教室内空气的质量？

问题3：我们应当选取哪部分空气作为研究对象？

 

练习：某种气体的压强为 2×105 Pa，体积为 1 m3 ，温度为 200 K。它经过等温过程后体积变为 2 m3 。随后，又经过等容过程，温度变为 300 K，求此时气体的压强。