氣體實驗定律

教學目標
知識目標
1、知道什么是等溫變化，知道玻意耳定律的實驗裝置和實驗過程，掌握玻意耳定律的內容與公式表達.
2、知道什么是等容變化，了解查理定律的實驗裝置和實驗過程，掌握查理定律的內容與公式表達.
3、掌握三種基本圖像，并能通過圖像得到相關的物理信息.

能力目標
通過實驗培養學生的觀察能力和實驗能力以及分析實驗結果得出結論的能力.

情感目標
通過實驗，培養學生分析問題和解決問題的能力，同時樹立理論聯系實際的觀點.

教學建議

教材分析
本節的內容涉及三個實驗定律：玻意耳定律、查理定律和蓋·呂薩克定律.研究壓強、體積和溫度之間的變化關系，教材深透了一般物理研究方法——“控制變量法”：在研究兩個以上變量的關系時，往往是先研究其中兩個變量間的關系，保持其它量不變，然后綜合起來得到所要研究的幾個量之間的關系，在牛頓第二定律、力矩的平衡、單擺周期確定等教學中，我們曾經幾次采用這種方法.

教法建議
通過演示實驗，及設定變量的方法得到兩個實驗定律；注意定律成立的條件.提高學生對圖像的分析能力.

教學設計方案

教學用具：驗證玻意耳定律和查理定律的實驗裝置各一套.

教學主要過程設計：在教師指導下學生認識實驗并幫助記錄數據，在教師啟發下學生自己分析總結、推理歸納實驗規律.

課時安排：2課時

教學步驟

（一）課堂引入：

教師講解：我們學習了描述氣體的三個物理參量——體積、溫度、壓強，并知道對于一定質量的氣體，這三個量中一個量變化時，另外兩個量也會相應的發生變化，三個量的變化是互相關聯的，那么，對于一定質量的氣體，這三個量的變化關系是怎樣的呢？這節課，我們便來研究一下！

（二）新課講解：

教師講解：在物理學中，當需要研究三個物理量之間的關系時，往往采用“保持一個量不變，研究其它兩個量之間的關系，然后綜合起來得出所要研究的幾個量之間的關系”，我們研究一定質量的氣體溫度、體積、壓強三者的關系，就可以采用這種方法.首先，我們設定溫度不變，研究氣體體積和壓強的關系.

1、氣體的壓強與體積的關系——玻意耳定律

演示實驗：一定質量的氣體，在保持溫度不變的情況下改變壓強，研究壓強與體積的關系.讓學盛幫助記錄數據.

以橫坐標表示氣體的體積，縱坐標表示氣體的壓強，作出壓強p與體積的關系如圖所示.

可見，一定質量的氣體，在體積不變的情況，壓強P隨體積V的關系圖線為一雙曲線，稱為等溫線.①見等溫線上的每點表示氣體的一個狀態.②同一等溫線上每一狀態的溫度均相同.③對同一部分氣體，在不同溫度下的等溫線為一簇雙曲線，離坐標軸越近的等溫線的溫度越高.

通過實驗得出，一定質量的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強p與體積V的乘積保持不變，即： 常量

或壓強p與體積V成反比，即：

這個規律叫做玻意耳定律，也可以寫成： 或

例如：一空氣泡從水庫向上浮，由于氣泡的壓強逐漸減小，因此體積逐漸增大.

例題1：如圖所示，已知： ，求： 和

解：根據圖像可得：

∵ 封閉在管中的氣體質量、溫度均不變.

即：

解得：

2、氣體的壓強與溫度的關系——查理定律

演示實驗：一定質量的氣體，在體積保持不變的情況下改變溫度，研究壓強與溫度的關系.讓學生幫助記錄數據.

以橫坐標表示氣體的溫度，縱坐標表示氣體的壓強，作出壓強p與溫度T的關系如圖所示.

可見，一定質量的氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度的關系，圖線為通過原點的一條直線，稱為等容線.

①等容線上的每一點表示氣體的一個狀態.②同一等容線上每一狀態的體積均相同.③對同一部分氣體，在不同體積下的等容線為一簇通過原點的直線，離橫軸越遠的等容線的體積越大（ ）.

通過實驗得出，一定質量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T之比保持不變，即： 常量

或壓強p與熱力學溫度T成正比，即：

這個規律叫做查理定律，也可以寫成： 或

例如：乒乓球擠癟后，放在熱水里泡一會兒，由于球內氣體溫度升高，壓強增大，就把乒乓球擠回球形.

例題2：一定質量的某種氣體在20℃時的壓強是 Pa，保持體積不變，溫度升高到50℃，壓強是多少？溫度降到－17℃時，壓強是多少？

解：∵  因氣體的質量和體積均不變

∴ 

即

3、氣體的體積和溫度的關系——蓋·呂薩克定律

教師講解：由前面我們得到： ； ；

則可以得到：

也就是說：一定質量的氣體，在壓強不變的情況下，體積與熱力學溫度成正比，即： ，

這個規律叫做蓋·呂薩克定律，也可以寫成： 或

一定質量的氣體，在壓強不變的情況下，體積V與熱力學溫度的關系圖線為通過原點的直線，稱為等壓線.

①等壓線上每一點表示氣體的一個狀態.②同一等壓線上每一狀態的壓強相等.③對同一部分氣體，在不同壓強下的等壓線為一簇通過原點的直線，離橫軸越遠的等壓線的壓強越大（ ）.

教師總結：理想氣體的狀態方程是由實驗定律推證出來的，我們也可以把玻意耳定律、查理定律、蓋·呂薩克定律分別看成是在溫度、體積、壓強不變的情況下理想氣體狀態方程的特殊情況，或者說，理想氣體的狀態方程包括了三個實驗定律.

（三）板書設計

二、

1、氣體的壓強與體積的關系——玻意耳定律

內容：                  圖像：

表達式：

2、氣體的壓強與溫度的關系——查理定律

內容：                  圖像：

表達式：

3、氣體的溫度與體積的關系——蓋·呂薩克定律：

內容：                      圖像：

表達式：