2.2 气体的等温变化 导学案 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

2.2气体的等温变化（实验探究2课时）

【学习目标】

1、知道气体的等温变化

2、在实验设计和数据处理过程中，体验科学探究过程，培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。

【重点难点】

探究气体等温变化规律的实验

【学习过程】情景设问

随着气球的升空，大气压在减小，温度在降低，气球在膨胀。看来，一定质量的气体的压强、体积和温度三个状态参量之间是有联系的。那么，它们会有怎样的联系呢？

【自主学习】

一、实验目的

探究一定质量的气体，在     不变的条件下，其压强与体积变化时的关系。

二、实验思路

在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由     读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系。

三、实验器材

带铁夹的铁架台、      、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺。

四、实验步骤

1．按如图所示的装置组装实验器材。

 

2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。

3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截

面积S的乘积就是它的体积V。空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。

五、数据分析

1．猜想：由记录的数据可知，空气柱的体积越小，其压强越大，可猜想空气柱的压强与体积成反比。

2．检验：如图所示，以压强p为纵坐标，以        为横坐标，把各组数据在坐标系中描出。若各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强与体积的倒数成     ，即压强与体积成     。

六、实验结论

一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成7正比，即压强与体积成       。

七、注意事项

1．实验中应保持气体的质量不变，因此实验前应在柱塞上涂上凡士林，以免漏气。

2．本实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体体积与压强的关系时，不用测量空气柱的横截面积。

3．改变气体的体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防气体体积变化太快，气体的温度发生变化。

4．实验过程中不要用手接触注射器的玻璃管，以防止玻璃管从手上吸收热量，玻璃管内部气体的温度发生变化。

5．本实验测量气体体积时的误差主要出现在长度的测量上，由于柱塞不能与刻度尺非常靠近，故读数时一定要使视线与柱塞底面相平。

6．图像中的一点表示气体所处的某一状态，图像中的线表示气体状态变化的某一过程。

易错易混·练

(1)在探究气体的压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用的是控制变量法。(  )

(2)为了使注射器不发生晃动，应用手握住注射器。(  )

(3)被封闭气体的质量发生变化不影响实验结果。(  )　　　

【合作探究一】

探究点一 实验原理和数据处理

1．(科学探究命题)在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”的实验中，某小组同学通过缓慢上拉或下压活塞得到了a、b、c、