2.3 气体的等压变化和等容变化

“教学评”一体化教学设计课时设计课题2.3气体的等压变化和等容变化课型新授课eq\o\ac(□,√)复习课□试卷讲评课□其他课□授课班级授课时间教学内容分析本节内容由气体的等压变化、气体的等容变化、理想气体和气体实验定律的微观解释四部分组成。玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律构成气体实验定律的完整体系。从宏观角度用实验方法得到气体实验定律后，教材从微观角度用分子动理论来研究气体状态变化，并对三个气体实验定律的适用条件进行探讨，抽象出理想气体模型。学习者分析学生知道控制变量法研究物理量与多个因素的关系，研究气体等压变化和等容变化用到了相同的物理思想。学生了解压强的产生和影响因素，从微观角度利用分子动理论解释气体的实验定律。气体的变化抽象，中学生抽象逻辑思维能力进一步发展，解决问题对直观形象有较强的依赖，教学时可采用教育信息技术将气体的变化直观显现，例如PhET虚拟仿真实验。学习目标1、理解一定质量的气体，在压强不变的情况下气体体积和温度的关系；会用盖吕萨克定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题；理解一定质量的气体，在体积不变的情况下气体压强和温度的关系；会用查理定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。2、从有序设计的一系列问题和实验，通过模型建构和科学推理，得出等温变化的规律。3、能基于观察和实验提出问题、形成猜想，设计实验验证猜想并综合分析实验证据，得出气体等温变化的规律。4、在实验过程中保持交流与合作，敢于发表自己对探究过程与实验结论的理解或想法，并且能正确表达自己的观点。教学准备多媒体活动设计教学内容教师活动学生活动评价任务活动一：设置问题导入新课问题：烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么?提问学生（条件允许的话可演示后再提问）学生分析后回答：液体因温度T升高而压强P增大，体积V膨胀。对学生的答案进行评价、对学生敢于思考的学习精神给予表扬鼓励活动二：等压变化一、猜想：在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？思考：（1）研究的是哪一部分气体?（2）如何保证封闭气体的压强不变?（3）如何测T?（4）如何测量V？二、实验视频1.盖—吕萨克生平介绍盖·吕萨克1778年9月6日生于圣·莱昂特。1800年毕业于巴黎理工学校.1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁.1802年，盖·吕萨克发现气体热膨胀定律(即盖·吕萨克定律)压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比.即V1/T1=V2/T2=……=C恒量.其实查理早就发现压强与温度的关系，只是当时未发表，也未被人注意。直到盖-吕萨克重新提出后，才受到重视。早年都称“查理定律”，但为表彰盖-吕萨克的贡献而称为“查理-盖吕萨克定律”.2.盖—吕萨克定律的图象盖—吕萨克定律的图象——等压线（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象.（2）一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小．（3）一定质量气体的等压线的物理意义①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的压强相同．②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示p2<p1．3.盖—吕萨克定律的内容、表达式（1）文字表述：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比.（2）公式表述：V=CT体积V与热力学温度T成正比可以表示为另外形式或者4.说明（1）盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的．（2）适用条件：气体质量一定，压强不变．（3）在V/Ｔ=C中的C与气体的种类、质量、压强有关．注意：V正比于T而不正比于t，但V∝Δt（4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的．（5）解题时前后两状态的体积单位要统一．一、提出问题，引导学生进行猜想、思考。演示实验让学生阅读相关资料要求学生画出V-T图像，并对图像进行分析总结盖—吕萨克定律总结各条注意事项一、对老师所提问题进行猜想和思考。观看演示视频。阅读相关材料。画出V-T图像，并分析图像特点。能利用等压线特点判断不同等压线压强的高低。思考T、t、Δt的区别。一、对学生的答案进行评价，肯定学生敢于回答的勇气。二、对安排给学生的任务进行评价，纠正不正确的地方，对学生做得好的地方进行表扬、鼓励。活动三：等容变化一、猜想：在等容变化中，气体的压强与温度可能存在着什么关系？（1）研究的是哪一部分气体?（2）如何保证封闭气体的体积不变?（3）如何测T?（4）如何测量p？二、查理定律1.查理生平介绍查理是法国物理学家.1746年11月12日诞生于法国卢瓦雷的贝奥京西.大约在1787年，查理着手研究气体的膨胀性质，发现在压力一定的时候，气体体积的改变和温度的改变成正比.他进一步发现，对于一定质量的气体，当体积不变的时候，温度每升高l℃，压力就增加它在0℃时候压力的1／273.查理还用它作根据，推算出气体在恒定压力下的膨胀速率是个常数.这个预言后来由盖·吕萨克和道尔顿（1766一1844）的实验完全证实.2.查理定律的图象查理定律的图象——等容线（l）等容线：一定质量的某种气体在等容变化过程中，压强p跟热力学温度T的正比关系p－T在直角坐标系中的图象叫做等容线．（2）一定质量气体的等容线p－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映体积大小．（3）一定质量气体的等容线的物理意义．①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等容线上各状态的体积相同。②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越小（同一温度下，压强大的体积小）如图所示，V2<V1．3.查理定律的内容、表达式1、文字表述：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比.2、公式表述：P=CT压强p与热力学温度T成正比可以表示为另外形式或者4.说明（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的．（2）适用条件：气体质量一定，体积不变．（3）在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关．注意：p与热力学温度T成正比，不与摄氏温度成正比,但压强的变化p与摄氏温度t的变化成正比．（4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强是相同的．（5）解题时前后两状态压强的单位要统一．5.应用：高压锅内的食物易熟一、提出问题、引导学生进行猜想、思考并回答二、投影相关资料2.引导学生描绘查理定律的图像，并对图像进行分析、解释和说明3.引导学生总结出查理定律的内容及表达式，并进行必要的说明一、对老师所提问题进行思考并回答二、认真阅读资料在老师的引导下绘制图像并对图像进行分析总结查理定律的内容及表达式。对学生的答案进行评价、纠正二、检查评价安排给学生的各项任务活动四：理想气体及气体实验定律的微观解释理想气体我们设想有一种气体：分子大小和相互作用力可以忽略不计，也可以不计气体与器壁碰撞的动能损失。这样气体在任何温度、任何压强下都遵循气体实验定律，我们把它叫做理想气体。气体实验定律的微观解释玻意耳定律的微观解释：盖—吕萨克定律的微观解释：查理定律的微观解释：引