《探究气体等温变化的规律》实验报告册
猜想:根据生活经验猜想气体的压强与体积之间的数学关系是什么?
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实验目的:
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设计实验:
如图中如何求得气体的压强p?需测量哪些物理量?
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如何求得气体的体积V?需测量哪些物理量_?
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实验过程中要控制哪些物理量不变?如何操作?
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简述实验步骤:
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收集数据:自己设计表格记录你的测量数据
实验次数123456789
物理量
分析与论证:
釆用什么方法处理收集到的数据来检验你的猜想?
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怎样解释你所收集到数据中的规律?
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总结:
一、探究性实验的基本要素有哪些?
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二、玻意耳定律的内容是什么?分别用不同方法来描述。各有什么优点?
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练习:教材第22页第2、3题
一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,高中教师要准备好教案,这是高中教师的任务之一。教案可以让学生更好的消化课堂内容,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。高中教案的内容要写些什么更好呢?小编特地为大家精心收集和整理了“高二物理《气体的等容变化和等压变化》学案”,仅供参考,欢迎大家阅读。
高二物理《气体的等容变化和等压变化》学案
教学目标:
(一)知识与技能
1、知道什么是气体的等容变化过程;掌握查理定律的内容、数学表达式;理解p-T图象的物理意义;知道查理定律的适用条件。
2、知道什么是气体的等压变化过程;掌握盖-吕萨克定律的内容、数学表达式;理解V-T图象的物理意义。
(二)过程与方法
根据查理定律和盖-吕萨克定律的内容理解p-T图象和V-T图象的物理意义。
(三)情感、态度与价值观
1、培养运用图象这种数学语言表达物理规律的能力。
2、领悟物理探索的基本思路,培养科学的价值观。
教学重点:
1、查理定律的内容、数学表达式及适用条件。
2、盖-吕萨克定律的内容、数学表达式及适用条件。
教学难点:
对p-T图象和V-T图象的物理意义的理解。
教学方法:
讲授法、电教法
教学用具:
投影仪、投影片
教学过程:
(一)引入新课
教师:(复习提问)玻意耳定律的内容和公式是什么?
学生:一定质量的气体,在压强p与体积V成反比。即
或
教师:应用玻意耳定律求解问题的基本思路是什么?
学生:首先确定研究对象(一定质量的气体,温度不变),然后确定气体在两个不同状态下的压强和体积、,、,最后根据定律列式求解。
教师点出课题:这节课我们
教师:(提问)实验说明了怎样的道理?
学生:这个实验告诉我们:一定质量的气体,保持体积不变,当温度升高时,气体的压强增大;当温度降低时,气体的压强减小。
教师:一定质量的气体在体积不变时,压强随温度的变化叫做等容变化。在等容变化过程中,压强和温度有何定量关系呢?
法国科学家查理通过实验发现,当气体的体积一定时,各种气体的压强与温度之间都有线性关系。我们把它叫做查理定律。
(1)内容: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-----查理定律
(2)公式:P∝T
设一定质量的某种气体,由压强P1、温度T1的状态,保持体积不变的变化,变到压强P2、温度T2的另一种状态,则有=或者=.
(3)适用条件:
①气体的质量一定
②气体的体积不变
③压强不太大,温度不太低
(4)P-T图像
①P-T图中的等容线是一条延长线通过原点的倾斜直线.
②斜率K==C(恒量)与气体体积有关.体积越大,斜率越小.如图所示,4条等容线的关系为V1>V2>V3>V4.
2、气体的等压变化
教师:一定质量的气体在压强不变时,体积随温度的变化叫做等压变化。在等压变化过程中,体积和温度有何定量关系呢?
法国科学家盖-吕萨克通过实验发现,当气体的压强一定时,各种气体的体积与温度之间都有线性关系。我们把它叫做盖-吕萨克定律。
(1)内容:一定质量的气体,在压强保持不变时,体积和热力学温度成正比----盖·吕萨克定律
(2)公式:设一定质量的某种气体,由体积V1、温度T1的状态,保持压强不变,变化到体积V2、温度T2的另一种状态,则有=或者=.
(3)适用条件
①气体的质量一定
②气体的压强不变
③压强不太大,温度不太低
(4)V-T图像
①V-T图像中的等压线是一条延长线通过原点的倾斜直线
②斜率K==C(恒量)与气体压强有关,压强越大,斜率越小.如图所示P1>P2>P3>P4.
3、典例探究
例1、书本第25页例题(略)
例2、如下图所示,在球形容器内充有一定质量的理想气体,当大气压强是760mmHg,气体温度是27℃时,从接在容器下端U形管水银压强计可以确定气体的压强是多少mmHg?如果大气压强保持不变,而气体的温度升高到47℃时,气体的压强将变为多少mmHg,压强计左侧管内水银面D将(填“上升”或“下降”)多少mmHg?(假设压强计细管的容积很小,球形容器的热膨也很小都可以不考虑).
解析:题目中“假设压强计细管的容积很小,球形容器的热膨胀也很小都可以不考虑”是一个隐含条件,说明球形容器内气体发生的是等容变化过程,可利用查理定律求解.
解答:在压强计左管中取与右管上端水银面等高的液片为研究对象,由压强平衡得P0=P1+Ph1∴P1=P0-Ph1=600mmHg.
以球形容器内封闭气体为研究对象,气体作等容变化,根据查理定律有=.
∴P2=P1=×600mmHg=640mmHg
由于外界大气压不变,而P2>P1,故水银面将下降.设温度升高后,水银面高度差为h2,则P2=P0-Ph2Ph2=P0-P2=120mmHg.
h2=120mm,则水银面D下降高度L=Δh=(h1-h2)=(160-120)mm)=20mm.
答案:600640下降20
点评:本题考查了考生理解能力,分析问题和解决问题的能力.题中隐含“气体发生等容变化”的条件分析是关键,同时注意水银面上升、下降高度与两管水银面高度差的关系,分析此类问题切忌不仔细分析状态变化过程.
(三)课堂小结
1、气体的等容变化,查理定律
2、等容线
3、气体的等压变化,盖·吕萨克定律
4、等压线
(四)布置作业
问题与练习1、2、3
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师能够井然有序的进行教学。教案的内容要写些什么更好呢?小编经过搜集和处理,为您提供20xx高三物理《气体的等温变化》知识点总结,仅供参考,欢迎大家阅读。
20xx高三物理《气体的等温变化》知识点总结
一、气体的状态及参量
1、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。
2、温度:温度是表示物体的物理量,从分子运动论的观点看,温度标志着物体内部的剧烈程度。
在国际单位制中,用热力学温标表示的温度,叫做温度。用符号表示,它的单位是,简称,符号是。
热力学温度与摄氏温度的数量关系是:T=t+。
3、体积:气体的体积是指气体。在国际单位制中,其单位是,符号。体积的单位还有升(L)毫升、(mL)1L=m3,1mL=m3。
4、压强:叫做气体的压强,用表示。在国际单位制中,压强的的单位是,符号。气体压强常用的单位还有标准大气压(atm)和毫米汞柱(mmHg),1atm=Pa=mmHg。
5、气体状态和状态参量的关系:对于一定质量的气体,如果温度、体积、压强这三个量,我们就说气体处于一定的状态中。如果三个参量中有两个参量发生改变,或者三个参量都发生了变化,我们就说气体的状态发生了改变,只有一个参量发生改变而其它参量不变的情况是发生的。
二、物体的状态参量
1.温度:温度在宏观上表示物体的冷热程度;在微观上是分子平均动能的标志。
热力学温度是国际单位制中的基本量之一,符号T,单位K(开尔文);摄氏温度是导出单位,符号t,单位℃(摄氏度)。关系是t=T-T0,其中T0=273.15K,摄氏度不再采用过去的定义。
两种温度间的关系可以表示为:T=t+273.15K和ΔT=Δt,要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。
0K是低温的极限,它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近,但永远不能达到。
2.体积。气体总是充满它所在的容器,所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。
3.压强。气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的。(绝不能用气体分子间的斥力解释!)
一般情况下不考虑气体本身的重量,所以同一容器内气体的压强处处相等。但大气压在宏观上可以看成是大气受地球吸引而产生的重力而引起的。(例如在估算地球大气的总重量时可以用标准大气压乘以地球表面积。)
压强的国际单位是帕,符号Pa,常用的单位还有标准大气压(atm)和毫米汞柱(mmHg)。它们间的关系是:1atm=1.013×105Pa=760mmHg;1mmHg=133.3Pa。
4.一定质量的气体压强P、体积V和温度T.当它们改变时,气体状态就发生了变化。
第八章第2节气体的等容变化和等压变化
课前预习学案
一、预习目标
预习本节内容,初步掌握查理定律和盖吕萨克定律的内容、数学表达式;理解p-t图象的物理意义;。
二、预习内容
(一)、气体的等容变化
1、在国际单位制中,用热力学温标表示的温度,叫做温度。用符号表示,它的单位是,简称,符号是。热力学温度与摄氏温度的数量关系是:T=t+。
2、查理定律的内容: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成比。
3、气体在体积不变的情况下,发生的状态变化过程叫做过程。表示该过程的P—T图象称为。一定质量的气体的等容线是线。
一定质量的某种气体在不同体积下的几条等容线如
图8—12所示,其体积的大小关系是。
(二)、气体的等压变化
1、盖吕萨克定律内容: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成比。
2、公式:、、。
3、气体在压强不变的情况下发生的状态变化的过程,
叫做过程,表示变化过程的V—T图象称为。
一定质量的某种气体的等压线是线。图8—13
中是一定质量的某种气体在不同压强下的几条等压线,其压强的大小关系是。
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、掌握查理定律及其应用,理解P—T图象的意义
2、掌握盖吕萨克定律及其应用,理解V—T图象的意义
学习重难点:
1.查理定律和盖吕萨克定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。
2.气体压强和摄氏温度不成正比,压强增量和摄氏温度成正比;气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强,这些内容易混淆。
二、学习过程
1、法国科学家查理在分析了实验事实后发现,一定质量的气体在体积不变时,各种气体的压强与温度之间都有线性关系,从图8—11甲可以看出,在等容过程中,压强P与摄氏温度t是一次函数关系,不是简单的关系。但是,如果把图8—11甲直线AB延长至与横轴相交,把交点当做坐标原点。建立新的坐标系(如图8—11乙所示),那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为。可以证明,当气体的压强不太大,温度不太低时,坐标原点代表的温度就是。
2.一定质量的气体在等容变化过程中,压强随温度变化的实验研究
??(1)实验装置——查理定律演示器
??请学生观察实物。
??请学生结合实物演示,弄明白如下问题:
??①研究对象在哪儿?
??②当A管向上运动时,B管中的水银面怎样变化?
??③当A管向下运动时,B管中的水银面怎样变化?
??④怎样保证瓶中气体的体积不变?
??⑤瓶中气体的压强怎样表示?(当B管中水银面比A管中水银面低时;当B管中水银面比A管中水银面高时)
??(2)用气压计测量大气压强
??p0=mmHg
??(注意水银气压计的读数方法。)
??请两位学生读出当时的大气压强值。
??(3)实验条件:一定质量的气体、一定的气体体积
??请学生讨论:怎样保证实验条件?
??(4)实验过程
??①将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中,烧瓶要完全没入。(请学生估测发生的现象)
??现象:烧瓶中气体体积减小,B管中水银面上升,A管中水银面下降。气体压强减小。
??措施:请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??②将烧瓶完全置于冰水混合物中。(请学生估测发生的现象)
??现象:烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积,B管中水银面仍高于A管中水银面,但A、B两管中水银面高度差减少。
??措施:仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??③将烧瓶完全置于30℃的温水中。(请学生估测发生的现象)
??现象:B管中水银面低于标记位置,A管中水银面高于标记位置。
??措施:请学生讨论应怎样移动A管,才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置。
??记下此时A、B管中水银面的高度差。
??④将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中,60℃、75℃的热水中,重复上述过程。
??(5)实验数据表格
实验次数123456
气体温度(℃)-20030456075
气体压强mmHg
??p0=mmHg室温℃
??请学生计算:
??(1)以0℃气体压强为参照,气体温度每升高1℃,增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??(2)以0℃气体压强为参照,气体温度每降低1℃,减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一。
??(6)图象(以实际实验数据为准,此处仅为示意图)
??
??由此图象,可写出如下方程:
??p=p0+kt
??其中k为斜率
???精确的实验指出t外推=-273℃
3.实验结论——查理定律:
4.讨论预习学案中的内容。
5.完成课本思考与讨论
[典型例题]
1、图8—15所示,气缸A中封闭有一定质量的气体,活塞B与A的接触是光滑的且不漏气,B上放一重物C,B与C的总量为G,大气压为P0。当气缸内气体温度是20℃时,活塞与气缸底部距离为h1;当气缸内气体温度是100℃时活塞与气缸底部的距离是多少?
2、如图8—16甲所示,是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V—T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa
(1)说出从A到B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值。
(2)请在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。
三、课堂小结
整理总结:
四、当堂检测
1、如图8—17所示,竖直放置,粗细均匀,两端封闭的玻璃管中有一段水银,将空气隔成A、B两部分,若使管内两部分气体的温度同时升高相同的温度,则管内的水银柱将向哪个方向移动?
2、一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度由00C升高到100C时,其压强的增量为△P1,当它由1000C升高到1100C时,其压强的增量为△P2,则△P1与△P2之比是
。
3、设大气压强保持不变,当室温由60C升高到270C时,室内的空气将减少%。
4、使一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化,图线BC是一段以纵、横轴为渐近线的双曲线。
(1)已知气体在状态A的温度TA=300K,求气体在状态B、C、D的温度各是多少?
(2)将上述状态变化过程在图8—18乙中画出,图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化的方向,说明每段图线各表示什么过程?
课后练习与提高
1、下面图中描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是()
2、一个密闭的钢管内装有空气,在温度为200C时,压强为1atm,若温度上升到800C,管内空气的压强为()
A、4atmB、1atm/4C、1.2atmD、5atm/6
3、一定质量的理想气体在等压变化中体积增大了1/2,若气体原来温度为270C,则温度的变化是()
A、升高450KB、升高了1500CC、升高了40.50CD、升高了4500C
4、如图8—19所示,是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V—T图象,由图象可知()
A、PA>PB
B、PC<PB
C、PA>PC
D、PC>PB
5、如图8—20所示,是一定质量的气体从状态A经B到状态C的P—T图象,由图象可知()
A、VA=VBB、VB=VCC、VB<VCD、VA>VC
6、一定质量的气体在体积不变时,下列有关气体的状态变化说法正确的是()
A、温度每升高10C,压强的增加是原来压强的1/273
B、温度每升高10C,压强的增加是00C时压强的1/273
C、气体压强和热力学温度成正比
D、气体压强与摄氏温度成正比
7、在密闭容器中,当气体的温度升高1K时,气体的压强比原来增加了0.4%,则容器中气体原来的温度为
8、体积V=100cm3的空球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有
N=101个刻度(长管与球连接处为第一个刻度,向上顺序排列)
相邻两刻度间管的容积为0.2cm3,管中有水银滴将球内空气与
大气隔开,如图8—21所示。当温度t=50C时,水银液滴在刻度
N=21的地方,若外界大气压不变,用这个装置测量温度的范围
是。
参考答案
[典型例题]
1、1.3h12、(1)200K(2)略
[当堂达标]
1、由A向B2、1∶13、74、(1)TB=TC=600KTD=300K(2)图略AB等压膨胀BC等温膨胀CD等压压缩
[课后练习]
1、C、D2、C3、B4、D5、B6、B、C7、250K8、-6.3℃到47.8℃
文章来源:http://m.jab88.com/j/52984.html
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