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八、气体的压强

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,帮助教师掌握上课时的教学节奏。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面的内容是小编为大家整理的八、气体的压强,供您参考,希望能够帮助到大家。<jAB88.com/p>八、气体的压强
教学目标:
1.了解气体分子运动的特点。
2.掌握我们所谈的气体的压强就是气体对容器器壁的压强。
3.掌握气体压强的微观意义。
重点、难点分析:
重点:
气体压强产生的原因,即气体压强的微观解释。
难点:
1.气体分子的运动特点;
2.气体压强产生的原因;
3.决定气体压强大小的因素。
课时安排:
1课时。
课前准备:
演示1:大针管、橡胶套
演示2:气球、打气筒
演示3:弹簧秤、托盘、细线、水槽、小弹珠
演示4:烧瓶、软管、玻璃管、微小压强计、酒精灯、火柴
演示5:微小压强计、大针管
教学过程:
引入新课
提问:分子间作用力的特点如何?气体分子间作用力的特点如何?
答:分子间同时存在着引力和斥力,随着分子间距离的增大,分子间引力和斥力都将减小。气体分子间距约为平衡距离r0的10倍,分子间引力和斥力减小到几乎为零。
提出:本节开始研究气体的性质,现在我们学习气体的压强。
板书:八、气体的压强
进行新课
板书:1.气体分子运动的特点
演示:利用大针管封闭一段气体,压缩活塞做气体压缩演示。
板书:(1)气体很容易被压缩说明气体分子间有很大的空隙。
演示:用手捏一个气球,改变气球的形状,引导学生了解容器形状的改变表明了气体的形状也随之改变,并提问学生这说明了什么,是什么原因造成的。
板书:(2)气体能够充满整个容器,气体分子可以自由地运动。气体既没有一定的体积,也没有一定的形状。
指导阅读:课本第111面的《阅读材料——气体分子的速率和统计规律》
板书:(3)气体分子运动的速率很大,气体分子的速率分布呈“正态分布”。
演示:压缩大针管活塞冲开橡胶塞。
板书:(4)气体的压强:气体对容器的器壁有压强。单位:帕斯卡(Pa)
提问:气体分子对容器壁的压强是怎样产生的?
举例:(1)击打球,如篮球、足球、排球,能感到运动的球对身体的压力作用。
(2)大风天气,扬起的灰尘吹在脸上,有被“打”痛的感觉。
演示3:小弹珠持续打击托盘对托盘产生了压强。
结论:气体的压强就是大量的气体分子频繁地与器壁发生碰撞的结果。
板书:2.气体压强的微观意义
板书:(1)产生原因:大量的气体分子频繁地与器壁发生碰撞。
板书:(2)气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
演示4:加热气体,温度升高,压强增大。
演示5:压缩气体,压强增大。
板书:3.影响气体压强的因素
板书:(1)微观——气体分子的平均动能和分子的密集程度。
板书:(2)宏观——气体温度和体积。
小结:本节课知识及重点内容。
随堂练习:
1.关于密闭容器中气体的压强,下列说法中正确的是:
A.是由气体的重力而产生的;
B.是大量气体分子与器壁发生频繁的碰撞而产生的;
C.一定质量的气体的压强与气体的温度有关而与体积无关;
D.平均动能大的气体分子产生的压强一定大。
2.关于大气压强,下列说法正确的是:
A.是由大气的重力而产生的;
B.是大量气体分子与器壁频繁地发生碰撞而产生的;
C.随着高度的增加大气压强增大;
D.随着高度的增加大气压强减小。

延伸阅读

气体压强与温度的关系


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,高中教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。关于好的高中教案要怎么样去写呢?下面是由小编为大家整理的“气体压强与温度的关系”,欢迎大家与身边的朋友分享吧!

第六章C气体压强与温度的关系

一、教学任务分析
本节内容是学生在学习了分子动理论和波意耳定律等知识后,对气体状态变化规律的研究过程和方法有一定了解的基础上,进一步研究气体的等容变化过程及其规律。从科学研究方法来看,热学作为一个独立的知识体系,它在继承力学的许多研究方法的同时,又增添一些新的研究方法——外推法(也称极限思维法),并导致热力学温标的创立;建立微观气体模型对宏观规律获得本质的认识等。
学习本节内容需要理解气体的体积、压强和温度这三个状态参量和气体的状态变化之物理意义,并且要了解探究气体状态变化规律常用的方法——控制变量法和使用DIS实验器材的一些必备技能。
通过气球加热后破裂等情景引入,使学生定性认识到一定质量的气体在体积不变时其压强变化与温度变化的趋向相同。
通过对不同种类、不同体积的气体进行DIS实验探究,在计算机上得到p-t图像,并要求学生作图,然后通过对p-t图像的分析、讨论,理解压强随温度变化是线性的关系和图线在纵轴与横轴上截距的物理意义。
应用外推法合理外推图线,创建热力学温标,并得到查理定律。
本节课的学习体现出以学生为学习的主体,在获得知识的同时,感受科学探究的过程与方法,学会应用DIS实验研究实际问题,应用物理思维方法进行推理分析、得出结论,促使学生形成乐于探究的情感。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的图象表达,即p-t图像和p-T图像。
(2)知道热力学温标,知道绝对零度的物理意义。
(3)理解查理定律。
(4)学会用DIS实验器材完成一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的
探究任务,并正确处理实验数据。
2.过程与方法
(1)运用控制变量的方法进行DIS实验。
(2)运用外推法建立热力学温标,并在对p-T图像分析的基础上得出查理定律。
3.情感、态度价值观
(1)领略物理思维方法在探究、分析推理过程中的作用。
(2)由日常生活中的气体等容变化现象养成观察身边的物理现象的习惯。
(3)在探究过程中体验合作的意义和乐趣,养成共享各自的探究成果的习惯。
三、教学重点与难点
重点:对p-t图像的分析讨论,得到查理定律。
难点:对p-t图像物理意义的分析讨论,归纳得出结论,应用外推法建立热力学温标。
四、教学资源
器材
演示实验:
投影仪、玻璃试管、橡皮塞、热水、冷水等。
学生实验:
DIS(压强传感器、温度传感器、数据采集器和计算机等)、分别装有二氧化碳、氧气、空气等各种形状的玻璃烧瓶,远红外加热器。
五、教学设计思路
本设计内容包括三个方面:一是实验探究一定质量的气体在等容过程中的压强与温度的线性关系;二是热力学温度与摄氏温度的关系;三是查理定律及温度升高导致气体压强增大的微观原因。
本设计的基本思路是:从气体在等容过程中压强随温度的升高而增大的定性认识到DIS实验定量研究,然后从图像分析归纳得出压强与温度的线性关系,在热力学温标得基础上得到定量规律——查理定律。
本设计要突破的重点是:DIS实验和数据的分析讨论。方法是:通过对不同体积、不同种类的气体的研究和计算机处理数据与学生作图相结合,从图线的物理意义入手认识到气体在质量一定、体积不变的情况下其压强与温度的变化关系。
本设计要突破的难点是:从图像分析讨论得出压强与温度的数学关系。方法是:通过观看演示实验,学生举例等,定性得到封闭在容器内的空气其压强的大小变化趋向与温度变化相同的结论的,在定量探究实验的基础上充分讨论,分析推理、归纳整理得出p-t数学关系,利用外推法建立热力学温标并进而得到查理定律。
本设计强调学生的自主探究与讨论、重视规律形成的过程,以及伴随这一过程的物理方法的应用。培养学生对实验结果的分析讨论、归纳概括的能力。
完成本设计的内容约需1课时。
六、教学流程
1、教学流程图

2、流程图说明
情景演示实验
改变玻璃试管中空气的温度,通过设问1使学生感悟到气体温度的变化可能会引起压强跟着变化。
活动I大家谈
通过学生联系生活实际中的例子,讨论归纳出“压强随温度的升高而增大、随温度的降低而
减小”的结论。
通过设问2引导学生关注一定质量的气体在体积不变时其压强与温度变化的定量关系,并注意应用控制变量法进行DIS实验
活动IIDIS实验
由学生自主进行实验,探究一定质量的各种气体在体积不变时压强与温度的关系。
活动III作图分析
通过计算机作图和学生描点作图,分析交流得出压强与温度的具体关系。
活动Ⅳ分析外推
分析p-t的物理意义,得到p-t的数学关系、热力学温标、查理定律。
实际应用反馈练习
通过对所学知识的运用,解决生活中相关的运动学问题,感悟知识与生活的联系。
3、教学主要环节本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过演示实验及学生举例,通过讨论交流,得到气体的压强与温度变化之间的定性关系。
第二环节,通过DIS实验等活动得出气体压强与温度的数学关系。
第三环节,通过热力学温标的建立得到查理定律的表达式。
七、教案示例
(一)情景引入:
[演示实验]使用酒精灯对开口端用小木塞封闭的玻璃试管加热使木瓶塞弹出,把同样的玻璃管放入冰水中,要求一个学生用手捏住瓶塞。
[提出问题]为什么木瓶塞会弹出?为什么感觉瓶塞往下滑?
[归纳小结]在请学生例举各种生活中的气体压强随温度变化的例子、并予以解释后,教
师在学生讨论的基础上予以小结得出定性的结论,
(二)自主探究
[提出问题].一定质量的气体在体积不变时其压强与温度变化的定量关系究竟是怎样的?我们应该采取怎样的方法和器材进行探究?
[实验探究]1、分组讨论构思实验方案,选择实验器材。
2、小组实验。
[作图分析]1、在计算机处理实验数据的基础上完成实验报告上的p-t图。
2、小组讨论分析得出压强与温度的具体关系。
3、各组交流自己的实验结果。
[分析外推]教师引导学生进一步加深理解p-t图的物理意义,得出p-t的数学关系。利用外
推法建立热力学温标,理解绝对零度的物理意义。
(三)得出定律:利用热力学温标得到查理定律。
(四)作业布置(略)

气体的等温变化


【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12345
体积V
……
压强

②管中气体体积增大时(基准体积为V′)
顺序12345
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?
??②pV=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/SB、P0/cosθ+Mg/Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/SD、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、2nB、nC、1/nD、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、D2、10m3、B、D4、185、△V≥ρghv/(ρ0+ρgh)
[课后练习]
1、C、D2、C3、C、D4、A、D5、D6、407、4/9

气体


一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的教案呢?为满足您的需求,小编特地编辑了“气体”,希望能为您提供更多的参考。

复习内容第八章气体
复习目标1.掌握三个实验定律一个状态方程并会用定律和理想气体状态方程分析定质量状态变化问题。
2.会计算封闭气体压强,会利用图象进行解题。
考点分析I级要求,2011年考试说明中对定量计算不做要求
考查题型概念性选择题为主,会出现一些用定律的简单真空型计算
学习过程用案人自我创新
【自主学习】
一、气体实验定律
玻意耳定律表达式:,图象特征:
查理定律表达式:,图象特征:
盖。吕萨克定律:,图象特征:
二、理想气体状态方程
1.理想气体是指:
2.方程的表达式:
三、气体热现象的微观意义。

【知识点考查】
一、气体压强的计算
例1如图所示,竖直放置的U型管,左端开口,右端封闭,管内有a、b两段水银柱,将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为10cm,水银柱b两个液面的高度差为5cm,大气压强为75cmHg,求气体A、B的压强。

二、气体状态变化图象及应用
例2一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四个过程在p—T图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标点0,bc垂直于ab而cd平行于ab,由图可以判断()
A.ab过程中气体体积不断减小
B.bc过程中气体体积不断减小
C.cd过程中气体体积不断增大
D.da过程中气体体积不断增大

三、气缸类问题处理
一般思路:
⑴弄清题意,确定研究对象,一般地说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体),另一类是力学研究对象(气缸、活塞或某系统)。
⑵分析题目所描述的物理过程,对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确进行受力分析,依力学规律列出方程。
⑶注意挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。
⑷多个方程联立求解。对求解的结果要注意检查它们的合理性。
例3一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形容器内,活塞上堆放着铁砂,如图所示。最初活塞搁置在容器内壁的固定卡环上,气体柱的高度为H0,压强等于大气压强p0,现对气体缓慢加热,当气体温度升高了ΔT=60K时,活塞及铁砂开始离开卡环而上升,继续加热直到气柱高度为H1=1.5H。此后,在维持温度不变的条件下逐渐取出铁砂,直到铁砂全部取走时,气柱高度为H2=1.8H0,求此时气体的温度(不计活塞与容器之间的摩擦)。

达标检测1.一定质量的理想气体的性质和特性有()
A.在温度不变的条件下,体积与压强成反比
B.只有在温度不太低和压强不太大的情况下,普通实际气体才适用理想气体状态方程
c.体积不变时,分子的平均速率越大,气体压强也越大
D.理想分子之间没有相互作用力,除了相互碰撞,或者跟容器壁碰撞外不受力的作用
2.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
3.一定质量的理想气体被等温压缩时,压强增大,从微观上来分析是因为()
A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲量增大
B.器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞次数增多
C.气体分子数增加
D.气体分子密度增大
4.已知离地面越高时大气压强越小,温度也越低。现有一气球由地面向上缓慢升起,试问大气压强与温度对此气球体积的影响如何()
A.大气压强减小有助于气球体积增大,温度降低有助于气球体积增大
B.大气压强减小有助于气球体积变小,温度降低有助于气球体积减小
c.大气压强减小有助于气球体积增大,温度降低有助于气球体积减小
D.大气压强减小有助于气球体积变小,温度降低有助于气球体积增大
5.如图所示,用弹簧测力计拉着一支薄壁平底玻璃试管,将它的开口端向下插入水银槽中,由于管内有一部分空气,此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度不计,此时弹簧测力计的读数()
A.等于进入试管内的H高水银柱的重力
B.等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差
c.等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力
D.等于上面A、C所述的两个数值之差
6.如图所示,一导热性能良好的汽缸吊在弹簧下,缸内被活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),当温度升高到某一数值时,变化了的物理量有()
A.活塞高度hB.缸体高度H
C.气体压强pD.弹簧长度L
7.如图所示,u形管A、B内装有一部分水银,通过橡皮管与玻璃管c相连,c管竖直插入水银槽中,已知A、B、C三管内径相同,若再往B管内注入一些水银,设整个过程温度不变,则()
A.A管内水银面上升的距离等于C管内水银槽中的水银面下降的距离
B.A管内水银面上升的距离大于C管内水银槽中的水银面下降的距离
C.注入B管内的水银与排出c管中的水银一样多
D.注入B管内的水银多于排出C管中的水银
8.将质量相同的同种气体A、曰分别密封在体积不同的两个容器中,保持两部分气体体积不变,A、B两部分气体压强随温度t的变化图线如图所示,下列说法正确的是()
A.A部分气体的体积比B部分小
B.A、B的延长线将相交于t轴上的同一点
C.A、A、B气体温度改变量相同时,压强改变量也相同
D.A、B气体温度改变量相同时,A部分气体压强改变量较大
9.一定质量的气体,下列叙述中正确的是()
A.如果体积减小,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
B.如果压强增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增太
C.如果温度升高,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
D.如果分子密度增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
10.钢瓶中装有一定质量的气体,现在用两种方法抽取钢瓶中的气体,第一种方法是用小抽气机,每次抽出lL气体,共抽取三次,第二种方法是用大抽气机,一次抽取3L气体,这两种抽法中,抽取气体质量较多的是()
A.第一种抽法
B.第二种抽法
C.两种抽法抽出气体质量一样多
D.无法判断
11.对于一定质量的理想气体,以P、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系,在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示,三个坐标系中,两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小。

(1)P一T图象(如图甲)中A、B两个状态,状态体积小。
(2)V—T图象(如图乙)中C、D两个状态,状态压强小。
(3)P—V图象(如图丙)中E、F两个状态,状态温度低。
12.如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置,A为开口薄壁圆筒,排尽其中的空气.,倒扣在水中。测量时,被测者尽力吸足空气,再通过B管用力将气体吹入A中,使A浮起。设整个过程中呼出气体的温度保持不变。
(1)呼出气体的分子热运动的平均动能(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)设圆筒A的横截面积为S,大气压强为P0,水的密度为ρ,桶底浮出水面的高度为h,桶内外水面的高度差为Δh,被测者的“肺活量”,即V0=.
13(选做题)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为1270C。
(1)求汽缸内气体的最终体积。
(2)在下面的P—V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化。(大气压强为1.0×105Pa)

压缩气体的应用


第六章D压缩气体的应用

一、教学任务分析
“压缩气体的应用”这节是这一章《分子和气体定律》的最后一节的内容,是在学习了气体的两条实验定律——玻意耳定律和查理定律后,应用两条气体的实验定律解释实际生活中的具体问题。
学习本节的知识需理解气体的两条实验定律,即玻意耳定律和查理定律,理解气体的体积和温度发生变化时,气体的压强会随之发生变化。一定质量的气体,在温度一定时,减小气体的体积可以增加气体的压强;在体积一定时,升高温度可以增加气体的压强。
本节教学中,首先通过一些生活中具体的实例引入压缩气体的概念,然后,让学生动手实验——“扁平塑料瓶实验”,明白一定质量的气体,保持温度不变并减小其体积,就可以获得压缩气体。通过对气体实验定律的复习,知道一定质量的气体,当体积不变时,通过升高温度的方法也可以获得压缩气体。然后,再运用这一知识解释大客车车门开关结构和宇航员的宇航服问题,以及解释高压锅的问题。并指导学生动手制作沉浮子,体会和解释潜水艇的工作原理。
本节教学中,从对压缩气体的实际运用,感悟科学、技术和社会发展之间的关系,体会从生活到物理,再从物理到生活的物理思想方法。
二、教学目标:
1、知识与技能:
(1)知道压缩气体,知道压缩气体在实际生活中有着非常广泛的应用。
(2)知道获得压缩气体的两种方式:保持一定质量的气体温度不变,减小气体的体积;保持一定质量的气体体积不变,升高温度,以获得压缩气体。
2、过程与方法:
(1)通过对“扁平塑料瓶实验”的分析和研究,明白一定质量的气体,如果温度不变,减小气体的体积就能获得压缩气体。
(2)通过气体实验定律的复习,明白一定质量气体,如果体积不变,升高气体的温度就能获得压缩气体。
(3)运用所学的气体实验定律,通过学生间的交流与讨论,分析并解释大客车车门的开关结构、宇航员的宇航服和沉浮子等生活实际现象中的物理原理。
3、情感、态度与价值观:
(1)通过了解压缩气体在生活中非常普遍的运用,感悟科学、技术与社会发展之间的关系。¥资%源~网
(2)通过对生活实际中压缩气体的应用实例的分析和讨论,激发学习兴趣,体会从生活到物理,再从物理到生活的思想方法。
(3)通过实验和讨论,体会分工合作在实验中的作用,增加合作意识。
三、教学重点和难点:
重点:
(1)了解压缩气体的获得过程。
(2)了解压缩气体在实际生活中的应用,并能运用所学的知识解释这些现象。
难点:综合应用气体的实验定律来解释生活实际中的压缩气体的应用问题。
四、教学资源:
器材:充满气体的气球、底部刺孔的扁平塑料瓶、水、量筒、橡胶薄膜,小瓶
五、教学设计思路:
本设计的内容包括三个方面:一是通过实际例子提出压缩气体的概念,二是研究获得压缩气体的两种方法:对扁平塑料瓶的实验研究,得到一定质量的气体在温度一定时,减小气体体积可增加气体的压强;从气体的实验定律出发,得到要获得压缩气体,也可使一定质量的气体,在体积一定时,升高温度,三是应用所学的知识解释实际生活中压缩气体的问题。
本设计的基本思路是:从生活实际中的问题出发,激发学生的学习兴趣,并提出压缩气体的概念,然后,从简单的实验着手,加上通过前两节所学的气体两条实验定律的复习得出获得压缩气体的两种方式:一定质量的气体在温度一定时,减小气体体积可增加气体的压强;一定质量的气体,在体积一定时,升高温度也可得到压缩气体。再引导学生运用所学的气体实验定律解释生活实际中压缩气体的问题。
本设计要突出的重点是:压缩气体的获得以及压缩气体在实际生活中的应用。方法是让学生自己动手做扁平塑料瓶的实验和复习学过气体的两条实验定律,将所学的知识与生活实际相结合,先讨论得到获得压缩气体的两种方式,再例举一些实际中压缩气体的应用实例,引导学生运用所学知识解释实际的问题,再组织学生动手做沉浮子实验,进一步体会所学的知识,加深对知识的理解。
本设计要突破的难点是:综合应用气体的实验定律来解释生活实际中的压缩气体的应用问题。方法是:先通过扁平塑料瓶实验激发学生的学习兴趣,引导学生从现象中找规律,再通过两条气体实验定律的复习,加深对压缩气体的理解。再通过例举学生熟悉的大客车车门、宇航服、高压锅以及潜水艇等问题,与学生共同讨论压缩气体的问题。
本设计中通过学生动手实验和复习学过的气体实验定律的知识两个角度着手,研究压缩气体,并运用所学的知识解释压缩气体在实际中的运用实例。通过学生动手实验,可以激发学生学习兴趣,感悟生活中的压缩气体的实际运用;通过学生的相互合作,共同讨论,培养学生的合作意识,并学会将所学的物理知识运用到实际生活中。
完成本设计的内容需一课时。
六、教学流程
1、教学流程图

2、流程图说明
情景例举实例,展现图片。展示生活中爆米花的图片,体会压缩气体在实际生活中的运用,从而引入课题。
实验1挤压充满气体的气球,感悟到气体体积越小,压强越大,从而引入压缩气体的概念。
实验2扁平塑料瓶实验,观察盖紧和打开瓶盖两种情况下,水流的情况,再从不同的方向挤压塑料瓶,观察水流的情况。从实验中体会,一定质量的气体,当温度不变,减小气体体积时,压强增大,水流加快。
实验3动手制作沉浮子,体会压缩气体的应用,学会运用所学知识进一步解释实际问题。
应用1展示大客车的车门开关的原理图,运用所学的知识解释这一现象,体会压缩气体在实际中的一种应用。
应用2观察宇航员的宇航服在太空中的情况,讨论、分析,如何将膨胀的宇航服体积减小。这一问题可以有不同的解决方法,从而进一步理解,获得压缩气体不同途径。
应用3分析高压锅的工作原理。并通过具体的运算,体会升高温度从而获得压缩气体的方法。
3、教学主要环节本设计可分为四个主要的教学环节。
第一环节,从学生身边的实例出发,结合学生所熟悉的问题,引入压缩气体的概念。
第二环节,让学生动手操作并观察“扁平塑料瓶”实验,体会获得压缩气体的第一种方式,即一定质量的气体在温度一定时,减小气体体积可增加气体的压强。再复习学过的气体实验定律,归纳得到一定质量的气体,在体积一定时,升高温度,也可得到压缩气体。
第三环节,应用所学的知识解释实际生活中压缩气体的问题。
七、教案示例
1、引入课题
情景展现一组生活实际中的爆米花的实例图片(如图所示)。

问题大家看见过爆米花吗?为什么最后“砰”的一声巨响后可以把玉米爆成爆米花?
讨论学生猜测中的原因。
实验1展现一个充满空气的气球,请学生用力挤压,体会体积不断减小时,手上感觉到压力越来越大。
提出概念像上面所举的实例中可看出气体温度或体积改变时,气体的压强会随之发生变化。我们把储存在高压容器中的气体称为压缩气体。
板书D压缩气体的应用
一、压缩气体:储存在高压容器中的气体。
启发今天,我们就先来讨论,如何获得压缩气体。请大家根据学过的知识,提出获得压缩气体的方法。
2、压缩气体的获得
(一)通过减小气体体积从而得到压缩气体
实验2“扁平塑料瓶实验”——将扁平塑料瓶底部的四面用针对称地刺几个小孔,灌入大半瓶水。
实验分两步完成:
(1)拧紧瓶盖,观察现象;打开瓶盖在观察现象。
现象盖紧瓶盖,水流出少部分后不会再流出,打开瓶盖,水流出。
(2)从不同方向挤压瓶盖,观察所发生的现象。
现象从扁平的一侧挤压瓶子,水会流出;从窄的一侧挤压瓶子,水不会流出。
讨论并分析实验中包含的物理原理
(1)盖紧瓶盖,流走部分水,气体体积增加,根据玻意耳定律,瓶内气体的压强减小,比外界大气压小,故水不会再流出。打开瓶盖,水上方和下方均为与大气相通,压强相等,水由于重力作用而流走。
(2)盖紧瓶盖后,瓶内气体质量一定,从扁平一侧挤压瓶子,气体体积减小,根据玻意耳定律,瓶内气体的压强增大,大于大气压,故水会流出。而从窄的一侧挤压瓶子,将会使气体体积增大,同样根据玻意耳定律,气体压强将减小,所以水不会流出。
结论1(板书结论)二、压缩气体的获得:
1.一定质量的气体在温度一定时,减小气体体积可增加气体的压强,从而获得压缩气体。
(二)通过升高温度从而获得压缩气体
启发运用我们学过的气体的实验定律思考一下,还有什么方法可以得到压缩气体?
复习气体实验定律查理定律:一定质量的气体,在体积一定时,压强与热力学温度成正比。
结论2(板书结论)2.一定质量的气体,在体积一定时,升高温度,气体的压强增大,也可获得压缩气体。
3.运用所学知识分析实际问题:
引入问题的分析米为什么能爆成爆米花?
学生讨论并解释根据查理定律,空气受热后,压强增大,打开盖子瞬间,由于内部压强远大于外界大气压,米就被炸开了,成了爆米花。
应用1公交车的车门开关就是应用压缩气体来工作的,车门是如何被打开和关闭的?请同学们观察图片加以解释。
引导学生边观察图片边分析
开门:售票员或司机向右拉动电磁控制阀,压缩气体从总进气管进入气缸的左侧,压缩气体压强较大,向右推动活塞,通过传动机构,门就被打开。
关门:售票员或司机向左拉动电磁控制阀,压缩气体从总进气管进入气缸的右侧,压缩气体压强较大,向左推动活塞,通过传动机构,门就被关闭打开。
应用21965年3月18日,苏联宇航员列昂诺夫离开“上升二号”飞船密闭舱,系者安全带第一次实现了人类到茫茫太空中行走的梦想。但在返回飞船时却遇到了意想不到的困难,因为太空几乎为真空,他的宇航服有些向外膨胀,很难从密封舱的接口处钻回舱内。试估计宇航员在太空行走时每平方米宇航服上所承受的压力。他应用什么方法可以安全地回到密封舱内?
引导学生思考
(1)由于宇航服内部的气体必须是大气压,而外界是真空,压强几乎为零。所以每平方米上的气体压强就是大气压强。
解:F=p0S=1.0×105Pa×1m2=1.0×105N
(2)可采取的方法(引导学生应用前面所讲的两种方法着手解决这一问题)
①根据查理定律,降低宇航服内气体的温度,从而减少内部气体的压强,使宇航员回密闭舱。
②排出一些宇航服内的气体,从而减少内部气体的压强,使宇航员回密闭舱。(但此举很危险)
应用3高压锅有很好的密封性,基本上不漏气。锅盖中间有一个排气阀,上面套有类似砝码的限压阀,将排气孔堵住。当加热高压锅,锅内气体压强增加到一定程度时,气体就能把限压阀顶起来,部分蒸汽即从排气孔排出锅外。已知某高压锅的限压阀质量是0.1kg,排气孔直径为0.3cm,则锅内气体的压强最大可达多少?已知每增加3.5×103Pa,水的沸点相应增加1℃,则这只高压锅内能达到的最高温度是多少?(g取10m/s2)
分析什么时候气体把限压阀顶起来?只有当内部气体的压力和外部气体的压力之差刚好等于限压阀的重力时,才把限压阀顶起来。
解答pS-p0S=mg
p=p0+=p0+
=(1.013×105+)Pa
≈2.428×105Pa
由于水的沸点每升高1℃,气体压强增加3.5×103Pa,,所以高压锅内气体温度最多能达到的值为t:
t=100℃+℃
=140℃
实验3潜水艇是怎样完成潜入水中和浮起来的工作的呢?我们先来做一个小实验,请大家仔细观察并解释其中的原因。
在一个量筒内放入大半筒水,里面放入一个倒置的小瓶,小瓶内留有大约一半水,使其能刚好浮出水面;再用橡胶薄膜把量筒口密封,如图所示。当用力挤压橡胶薄膜时,观察所发生的现象,并加以解释。
学生观察现象并做出解释当用力挤压橡胶薄膜时,根据玻意耳定律,量筒内气体压强增大,将水压入小瓶内,小瓶内排开气体的体积减小,所受浮力减小,所以小瓶就下沉。撤去外力时,量筒内气体压强恢复,小瓶内气体被排出,浮力增加,小瓶又浮出水面。
潜水艇的工作原理与此次相仿,请同学们回去自己查找相关资料,大家互相交流一下。
4.课堂小结:
通过本节课的学习,我们复习了气体的两条实验定律,即玻意耳定律和查理定律,知道了获得压缩气体的两种方式:一定质量的气体在温度一定时,减小气体体积可增加气体的压强,从而获得压缩气体;一定质量的气体,在体积一定时,升高温度,气体的压强增大,也可获得压缩气体。并且,我们还通过对一些生活、科技中压缩气体的实例研究,学会了运用气体的实验定律解释实际问题,并能进行定量运算。
5.课后作业:

文章来源:http://m.jab88.com/j/45987.html

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