气体的等温变化

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气体的等温变化

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来源 莲山课
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【导学案】
 第八章第1节气体的等温变化
课前预习学案
一、预习目标
预习本节内容,了解气体的三个状态参量,初步把握气体等温实验的实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。
二、预习内容
(一)、气体的状态及参量
研究气体的性质,用     、     、     三个物理量描述气体的状态。描述气体状态的这三个物理量叫做气体的         。
(二)、玻意耳定律
1、学习实验的操作过程。
2、英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现:一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强p与体积v成       。这个规律叫做玻意耳定律。
3、玻意耳定律的表达式:pv=C(常量)或者                  。其中p1 、v1和p2、v2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积。
(三)、气体等温变化的p—v图象
1、一定质量的气体发生等温变化时的p—v图象如图
8—1所示。图线的形状为         。由于它描述
的是温度不变时的p—v关系,因此称它为      线。
一定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的。
2、画出p— 图象,说明图线的形状,图线的斜率与温度的关系。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容

课内探究学案
一、学习目标
1、 知道气体的状态及三个参量。
2、 掌握玻意耳定律,并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释生活中的有关现象。
3、 知道气体等温变化的p—v图象,即等温线。
4、 了解用实验探究气体等温变化规律的方法和思路,培养动手操作能力、采集数据能力及运用计算机处理数据的能力。
学习重难点:
1.重点是通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系,理解 p-V 图象的物理意义,知道玻意耳定律的适用条件。
2.往往由于“状态”和“过程”分不清,造成抓不住头绪,不同过程间混淆不清的毛病,这是难点。
二、学习过程
1.一定质量的气体保持温度不变,压强与体积的关系
实验前,请同学们思考以下问题:
①怎样保证气体的质量是一定的?
②怎样保证气体的温度是一定的?
(密封好;缓慢移活塞,筒不与手接触。)
2.较精确的研究一定质量的气体温度保持不变,压强与体积的关系
(1)介绍实验装置
观察实验装置,并回答
①研究哪部分气体?
②欲使管中气体体积减小,压强增大,应怎样操作?
③欲使管中气体体积增大,压强减小,应怎样操作?
④实验过程中的恒温是什么温度?操作时应注意什么?)
(2)实验数据采集
压强单位:mmHg;体积表示:倍率法      环境温度:室温       大气压强:p0=             mmHg


① 管中气体体积减小时(基准体积为V)
顺序 1 2 3 4 5
体积 V 
 
… …
压强         

② 管中气体体积增大时(基准体积为V′)
顺序 1 2 3 4 5
体积 V′ 2V′ 3V′ … …
压强         
 
(3)实验结论
实验数据表明:                                                          
改用其他气体做这个实验,结果相同。
3.玻意耳定律
(1)定律内容表述之一
                                                                      
数学表达式                                                         
(2)定律内容表述之二
                                                                   
数学表达式                                                          
(3)用图象表述玻意耳定律
纵轴代表气体的压强;
横轴代表气体的体积;
选取恰当的分度和单位。
请学生讨论一下图线该是什么形状,并尝试把它画出来。(等温线)
(4)关于玻意耳定律的讨论
① 图象平面上的一个点代表什么?曲线AB代表什么?线段AB代表什么?
② pV=恒量一式中的恒量是普适恒量吗?

④在图8—1中,一定质量的气体,不同温度下的两条等温线,判断t1、t2的高低。
⑤画出p— 图象,说明图线的形状,图线的斜率与温度的关系。

三、课堂小结
整理总结:


四、当堂检测
1、 如图8—5所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,
金属圆板的上表面是水平的,下表面与水平面的夹角为θ,
圆板的质量为M,不计圆板与容器内壁间的摩擦。若大气
压强为P0,则被圆板封闭在容器中的气体压强等于
A、P0+Mgcosθ/S      B、P0/cosθ+Mg /Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/S      D、P0+Mg /S
2、一个气泡从水底升到水面上时,增大2倍,设水的密度为ρ=1×103Kg/m3,大气压强P0=1×105Pa,水底与水面温差不计,求水的深度。(g=10m/s2)
 

3、如图8—6所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条p— 图线。由图可知(  )
A、 一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比
B、 一定质量的气体在发生等温变化时,其p— 图线的延长
线是经过坐标原点的
C、 T1>T2            
D、T1<T2
4、喷雾器筒内药液面上方有打气孔,可通过打气筒将外界空气压入筒内液面上方,使被封闭的空气压强增大。设喷雾器筒内上方的空气体积为1.5L,然后用打气筒缓慢向药液上方打气,每次打进1atm的空气0.25L,设打气过程中温度不变,要使喷雾器里的压强达到4atm,打气筒应打气      次。


5、如图8—7所示,若气压式保温瓶内水面与出水口的距离为h时,密封空气体积为V,设水的密度为ρ,大气压强为P0,欲使水从出水口流出,瓶内空气压缩量(即体积减小量)△V至少为多少?(设瓶内弯曲管的容积不计,压水前管内无水,温度保持不变)

 

课后练习与提高
1、下列过程可能发生的是(   )
A、气体的温度变化,但压强、体积保持不变
B、气体的温度、压强保持不变,而体积发生变化
C、气体的温度保持不变,而压强、体积发生变化
D、气体的温度、压强、体积都发生变化
2、一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的n倍,则压强变为原来的   倍
A、2n        B、n         C、1/n        D、2/n
3、在温度均匀的水池中,有一空气泡从池底缓缓地向上浮起,在其上浮的过程中,泡内气体(可看成理想气体)(   )
A、内能减少,放出热量
B、内能增加,吸收热量
C、对外做功,同时吸热,内能不变
D、对外做的功等于吸收的热量
4、如图8—8所示,一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程,A、C两点在同一条双曲线上,则此变化过程中(   )
A、从A到B的过程温度升高
B、从B到C的过程温度升高
C、从A到C的过程温度先降低再升高
D、A、C两点的温度相等
5、如图8—9所示,两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中,管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体,这时管下端开口处内外水银面高度差为h2,若保持环境温度不变,当外界压强增大时,下列分析正确的是(   )
A、h2变长            B、h2变短
C、h1上升            D、h1下降


6、一个容积是10升的球,原来盛有1个大气压的空气,现在使球内气体压强变为5个大气压,应向球内打入     升1个大气压的空气(设温度不变)
7、抽气机对某容器抽气,已知被抽容器的容积是抽气机最大活动容积的两倍,在按最大活动容积抽气2次后,容器中气体的压强变为原来的       倍。

参考答案
 
[当堂达标]
1、 D     2、10m     3、B、D     4、18     5、△V≥ρghv/(ρ0+ρgh)
[课后练习]
1、C、D   2、C   3、C、D   4、A、D   5、D   6、40    7、4/9

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