教学设计气体的等温变化

1、教学设计气体的等温变化8.1 气体的等温变化 教学目标：教学过程：一、引入： 吹气球比赛：准备两个空矿泉水瓶，两瓶内装有气球，气球口和矿泉水瓶口重合并固定，瓶 A 事先扎了小孔，瓶B 完好无损。师：现在请两个同学来进行一场吹气球比赛，看看谁能把气球吹得更大。活动进行问：请参加比赛的同学说说看，在瓶子力吹气球时有什么不同的感觉呢？关键词：吃力 困难问：请同学分析一下，为什么B 瓶中气球比A 瓶中的更难以吹鼓起来呢？ A 瓶漏气、B 瓶中气球漏气师：可以利用身边资源进行验证一下，看看你的猜测是不是正确的。引导学生将A、 B 两瓶盖上盖子后压入水中，A 瓶进了水，B 瓶没有进水。说明A 瓶漏气。向全

2、体同学展示两瓶的验证结果，明确 A 瓶漏气，故A 瓶内气球更容易吹起来。总结性问题： 现在请同学们根据已有的知识解释一下，为什么在密闭的瓶子中更难将气球吹鼓呢 ?引导学生回答 : 密闭瓶子中本身装有有一定量气体，当瓶中气球胀大时，瓶中气体被压缩，瓶中气体压强变大，使得吹大的气球更加困难。而漏气的瓶中的气体由于和外界连通，气压始终等于外界大气压，故吹起气球就和平时无异。总结性问题2： 这个比赛告诉我们，对于质量一定的气体，其压强跟什么因素有关呢？体积展示一颗完好的乒乓球，并用脚将它踩扁。（注意形变程度不能过大，必须保证能够恢复原状 ）师：这里有一颗被踩扁的乒乓球，大家能想想办法将它复原吗？将球泡

3、在热水中，复原后像全体学生展示。问：哪位同学能给我们解释一下热水能使乒乓球复原的原因呢？球内气体受热膨胀，将乒乓球体撑开。问：如果乒乓球被踩破了，还能使用热水复原吗？不能，受热膨胀，球内气体就从缝隙中溢出来，无法撑开乒乓球体。总结性问题3： 由此可见，气体的体积、压强还跟什么因素有关呢？温度展示幻灯片：香槟酒、可乐瓶被摇晃后打开的瞬间、炎热夏天鼓胀的自行车轮胎。师： 在生活中大家都有这样的经验，炎热的夏天会避免给自行车轮胎气加的太满的气，否则车轮会很容易发生爆胎。这是为什么呢？夏天温度较高，气体高温膨胀使得车轮内气压过大，发生爆胎。总结性问题4： 综上所诉，要描述一定气体的状态时，我们必须要考

4、虑到三个因素，分别是哪三个因素呢？温度、压强、体积。总结性问题5：现在请同学们回到课前的比赛，你们在分析瓶中气体的状态变化时，考虑到了温度变化这个因素了吗？没有其实在刚才的分析中，不考虑温度的变化是一个明智的决定。问：为什么可以不考虑温度的变化呢？因为温度变化较小，可以认为恒等于室温。总结： 在分析气体状态变化的过程中，如果物体膨胀、压缩的过程比较缓慢，这个时候我们可以认为气体的温度保持恒定。在温度保持恒定的情况下气体的状态变化，称为等温变化。也就是我们今天所要研究的内容。（引入课题）师：即一定质量的气体，在温度不变的情况下，研究其压强和体积的关系。用数学表达，就是（板书）M、 T 不变研究P

5、、 V 的关系？二、 新课进行1、明确研究内容问：今天我们就要通过实验来探究，探究什么呢？一定质量的气体在温度保持恒定时，压强 P 和体积 V 之间的关系。2、提出猜想师：进行探究的第一步就是要提出猜想。问： 现在请大家根据已有经验，大胆的猜测一下，当气体的M 和 T 不变时，P 和 V 会有什么关系呢？引导（板书） ：1、压强P 和体积 V 成反比，即PV=C. 或 P=C/V.2、 P 与 V 的 n 次方反比，即PVn=C P=C/V n3、设计探究方案师：请同学们开动脑筋，以小组的形式讨论，使用老师所在PPT 上展示的实验器材设计一个实验方案进行探究。请从PPT 上提供的几个问题进行展

6、开。PPT 展示： 双通塑胶导管水 水银、 刻度尺 圆柱形双通玻璃容器若干、单通玻璃容器若干、橡皮塞（均有配图）、 >:方案：1 .如何保证M 、T 不变？2 .怎么改变V 和P?3 .如何测出V 和P 的数值？4 .如何处理实验数据？（学生讨论时间）师：现在，哪位小组的同学来展示一下小组的讨论结果呢?实验器材： 单双通个圆柱形玻璃容器A、 B 各一个，两容器之间利用塑胶导管想通制成为连通器，在连通器中充入部分气体，使用水或者水银将气体密封在连通器内、刻度尺备用。1、用液体（水或水银）来密封一段气柱2、缓慢改变气柱的V、 P 来保证 T 不变3、利用水银或水的重力作用来改变气柱的压强P

7、从而改变体积V4、 V=SH ， S 为圆柱形容器的横截面积，在S 一定的情况下，V 可有 H 替代，气柱高度可以由刻度尺读出。5、通过连通器原理，连通器内液面进行受力分析，根据平衡条件求得密封气体压强，需要先测出大气压P0 .如图：6、数据处理：改变P、 V 测出若干组数据，制成实验表格。a、描点做出P-V图。若P、V成反比，则图像为双曲线。b、描点做出P-1/V图。若P、V成反比，则图像为过原点的直线c、计算各个斗危态时的 P、V乘积。若P、V成反比，PlVl=P2V2=P3V3 如图：7、集思广益，让学生自己提出可能存在的误差并提出改进方案。水银有毒、水在改变压强时水压过低，变化较不明显

8、、读体积时刻度尺存在误差、读室内气体压强存在误差、计算压强不但麻烦又再次引入误差三、教师演示实验师：为了更加直观精确的测出气体的压强，老师带来了一个压力计，它可以直观的将其下端薄膜所受的压强显示出来。另外， 为了这里还提供了一个注射器，我们可以通过它更高效的改变气体的体积，而气体的体积也可以直接由玻璃管上标注的刻度来读出，现在，请大家说明，我们要怎么进行试验呢？1、明确研究对象注射器内密封的气体2、缓慢推动注射器，推动过程避免手握气体管壁，改变气温。3、记录数据。实验进行，教师进行实验操作（6 个点），两名学生进行读读数，班内其余学生记录数据。指示性发言：这个实验需要大家的配合，现在请两名同学

9、上来协助老师进行读数，分别读出气体压强和气柱高度并报给大家。其它同学小组为单位记录实验数据，并进行数据处理。四、数据处理并得出结论师：大家得出结论了吗？哪个小组成员给我们展示一下时间结果呢？ P-V图注意是否双曲线、P-1/V图线画出反向延长线相交于横轴、PlVl中2V2即3V3;大家得出什么结论了呢？在误差允许的范围内， P、 V 成反比关系。文字：一定质量的气体，在温度保持不变时，其压强和体积成反比数学表达：m、 T 一定时，PV=C； P1V1=P2V2=P3V3玻马定律、玻意尔定律误差分析：师： P-V 图像应当是一条双曲线；而P-1/V 图线于横轴的交点应当在原点位置，严格意义上才能

10、说明P、 V 成反比关系。那么，实验误差来自于哪里呢？漏气、升温、活塞与玻璃容器之间的摩擦力较大五、补充说明1、等温线师：为了更加直观的描述一定质量的气体，在温度保持不变时，其P、 V 之间的关系，常使用 P-V 图像。如图所示：A、每条双曲线上的点都是在恒定温度下测出来的，故双曲线也成为等温线。问：那么，T1 和 T2 的小小关系如何呢？问：如果画成P-1/V 图像，应该是怎么样的呢？2、玻意尔定律的应用师：请大家利用所学知识，尝试解答一下课本课后练习第1 小题。讲解：PlVl = P2V2是对于一定质量的气体而言的，实际处理问题的时候应当注意研究对象。如课后练习1 。所研究的应当是足球内原

11、有的气体，加上打进去的气体。4 / 8教学设计气体的等温变化气体的等温变化引入：小生活一一大智慧1、高温下汽车爆胎某夏日中午短短2小时内，我省东线高速路上共3两车发生爆胎事故，右图为其中某车的事故现场。问题1:为什么好好的车胎会变成这样呢？受热（T）膨胀（V）挤破（P）2、凹陷的乒乓球复原问题2:凹陷的乒乓球能再次鼓起来吗？能否？一一怎么做？一一试验一一为什么？受热（T）膨胀（V）寸t开（P）进入课题：总结： 一定质量的气体，其温度、压强、体积之间存在相互关系。问题1:那压强、体积、温度之间存在怎么样的相互关系呢？问题2:对于两个以上的变量，我们应该如何研究呢？能一控制变量法总结：控制T不变，

12、观察V随P改变的情况。即本节课的主题一一气忸的等温变化。新课进行科学探究（一）明确研究对象问题1:首先，我们应当明确我们要研究什么？问题2:装气体的容器应当满足什么条件？能漏气吗？总结：小一必须要保证研究对象恒定，也就是一定质量的气体问题：3:除了气体质量之外，还应当控制什么量恒定？总结：一一温度，等温变化温度不变是前提。控制：m、T不变（二）进行合理的实验猜想问题1:气体进行等温变化时,压强和体积之间有什么关系呢？P变大则V变小问题2:从定量的角度看，P和V可能成反比关系，如何用数学的形式进行表达呢?猜想：P反比于V、 PV=常数（三）设计实验方案师：老师为大家准备了一套配套课本的实验装置。

13、问题1:这套装置和课本上的有一点点细微的差别，大家能看出来吗？1、压力表刻度更加精确。书上每小格 0.1;设备每小个0.05;2、在大气压处有一横线。横线中间的1.0没有标示，横线范围是 0.95-0.15。问题2:请前排的同学读一下示数。一一1.010*105pa，即小数点后三位。问题3:研究的气体储存在哪里呢？玻璃柱下端的空气柱中，由橡胶塞和润滑油密封。问题4:空气柱的体积怎么测出来呢？圆柱，均匀，测得 S、H后则有V=SH。问题5:每小格表示的是高度吗？无单位、且不像是 1cm刻度已经经过换算，可以直接测体积。问题6:体积没有给出单位，会影响实验研究吗？我们有必要确切的得出每一个压强状态

14、下具体的体积大小吗？关心PV的定量变化，故V具体竖直不重要。总结：体积这里可以直接读成“单位体积”问题7:每个小格表示多少单位体积？0.25单位体积（三）实验操作操作：通过柱塞来改变密封气体的体积，从而读出不同的体积V和压强，并进行记录。问题1:手应该握在哪里呢？为什么？避免接触空气柱以免改变温度。问题2:改变气体体积时，能不能快速的挤压或者抽拉呢？为什么？不能，缓慢的改变体积才能确保研究气体保持室温。（四）进行实验分工合作：A:同学：读压强B、C同学：读体积D同学：在黑板上记录全体小组：记录并处理实验数据。（五）处理并分析实验数据一、学生成果展示问题：采用你们认为 最恰当的方法处理实验数据，

15、 验证猜想。教师动作：1、巡视 并选择出即将展示的数据、准备好投影仪2、将数据输入电脑 excel问题1:哪个小组来分享一下你们的实验成果？问题2:得出了什么结论？问题3:怎么的出的结论？问题4: P-V图线是什么样的？能确定是双曲线？问题5: P-1/V图像是什么样的？过原点吗？处理逻辑：1、看表格，实验数据趋势为 V增大P减小。2、为了更形象的表示，描点P-V图。（画好刻度、作图规范）a、如果成P、V反比，则图像连线应为双曲线。b-可否凭此判断出拟合线为双曲线？一一不能c、怎么定量证明P、V成反比关系？一一 计算PlVl=P2V23、计算法：PiV尸P2V2=P3V3 =PnVn肯定学生的

16、处理方式4、如何更加形象 的看出P、V的变化走势？ 作图P、V反比一P和1/V成正比一做P-1/V图一若为过原点的直线 一证明P、V成反比。二、电脑精确绘图并进行分析师：现在就用电脑来看看P-1/V是否成正比关系。1、输入1/V一做出P-1/V图像一插入趋势线，计算 R2值。说明：R2表示拟合线的准确度，越接近1越准确。问题：如果P和1/V成正比，图线的反向延长线应该交于原点，为什么没有过原点呢?误差分析（体积增大的时候看到的气泡是证明一回事呢）（六）得出实验结论结论：如果所有误差都可以克服 一所得的P-1/V图像应是过原点的直线 一说明P和V成反比关系。实验结论：误差允许的范围内，一定气体在等温变化时，压强P和体积V成反比，即 PV=C师：早在17世纪，这个实验定律已经被英国科学家玻意尔更加严密的实验操作 中同发现了，所以我们称之为一一玻意尔定律（PPT展示）即：（一、文字表述）：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，气体的 压强和体积成反 比。（二、数学表达）：PV=CP1V1