气体的等温变化高三物理教案

气体的等温变化

山东省菏泽市成武县一中　杨晓东

（一）、（引入新课）：上课，同学们好！

1.首先请两个同学上讲台上来，配合老师共同做个游戏.一位男同学，一个位同学.来，大胆展示一下自己，游戏规则是这样的，每人一只气球.女同学直接吹气球，男同学则吹一只套在瓶口上的气球，看谁能把气球吹的更大一些，吹的最大的同学获胜，好现在开始.坐着的同学为他们加油.（男同学故作费劲状，稍停）好，现在出结果了吧，谁获胜了，（女同学），现在请男同学谈一下你的感受！（不公平，这样很费力，怎么也吹不大）什么原因呢？（封在瓶中的气体被压缩，体积减小，压强增大，无法吹大气球）.

2.同学们再来看一个现象：这是吊水瓶，大家都有缘结识过是吧？这里只有两根细管，上边是进气口，下边是输液管，插在瓶口的橡皮塞内，瓶里边装了一部分红色水，现在把瓶子倒过来，大家仔细观察一小会，大家看到什么现象啦？（水流的越来越慢，最后不再流出）什么原因呢？谁来解释一下？好，这位同学很勇敢！说吧（瓶中的气体，体积增大，压强减小，外界大气压强使水不再流出）回答的很好！请坐！

3.生活当中，我们还见过很多类似的例子，比如：打足气的自行车，若是在烈日下曝晒，车胎会怎么样？（爆炸）原因呢？（车胎内的气体因温度升高而压强增大、体积膨胀造成的）

其实生活中有很多现象都说明：气体的压强p、体积v、温度t是相互联系的。这三个状态参量之间存在着一定的关系。如果气体的三个状态参量一定时，我们就说气体处于这种确定的状态.若有一个参量改变引起其它参量的改变，我们就说气体的的状态发生了变化.可怎么去研究气体三个状态参量之间的关系比较好呢？（控制变量法）很好，今天这节课，我们就用控制变量法来研究一种特殊情况：一定质量的气体，在温度不变时其压强与体积的变化关系。我们把这种现象叫做等温变化！

（二）、--

1.直觉猜想

根据刚的两个小实验，我们知道，封在瓶中气体的质量是一定的，温度与室温相同保持不变，经历的就是一个等温变化.则气体压强p和体积v有什么定性关系呢？（压强增大，体积减小；压压强减小，体积增大），物理学并不满足于对p、v的定性分析，那同学们接着猜想压强和体积有什么定量的关系呢?各小组讨论一下。好，哪位同学来说一下？（p∝1/v），你是根据什么这样猜想的呢？（根据前面的实验：瓶中封闭的气体被压缩，体积减小，压强增大；瓶中封闭的气体，体积增大，压强减小，），那也不一定是反比例关系，同学们还能想像出什么形式来？有没有与体积的其他形式成反比呢？（有可能压强与体积的平方成反比）。回答很好，请坐下。同学们还有没有别的情况呢？（p∝1/v3），同学们的猜想都很好，颇有物理学大师的风范。可是同学们的猜想假设能否成立呢？我们又该怎么办呢？（通过实验来检验猜想假设），很好！一堂课无法检验所成的猜想，今天我们就检验最简单的形式好吧？有兴趣的同学也可以在课下检验其他的猜想。

2.实验方案的设计

现在请同学们打开讲义第1页，上面有一个探究指南卡，探究指南卡中有几个问题，同学们带着这些问题去阅读讲义第4页的阅读材料，看完材料后，同学们可以试用一下桌上的仪器，自主设计实验步骤和数据记录表格，也可以参考老师提供的表格。组内同学交流后，形成实验方案给大家介绍一下，现在开始！（2－3分钟）同学们完成的怎么样啦？现在请几个小组来介绍一下，第一小组先来吧！可以结合指南卡的的问题来汇报一下你们的方案（针管中封闭的气体为研究对象，不用手去摸管壁以保持气体的温度不变，另外缓慢压缩气体，把仪器固定好后先封闭一定质量的气体，压缩或增大体积，从表头上读出对应的压强值，测出多组p、v值，看pv值是否为定值，若为定值则说明p、v成反比。）不错，描述的挺详细的，请坐下，第二小组，你们与第一小组方案一样吗？若不一样，请说明一下（老师，我们的方案与刚才那个小组一样，只是处理数据时，我们作p－v图象，）作p－v图象，你们想着能得到什么的图线？（双曲线一支），若画出一支弯曲的线，你们一定能判出p与v成反比例关系吗？哪个小组能再来补充一下吗？（老师，我们作p－1/v图象，若是p∝1/v，则证明p与v成反比）。这个小组同学真棒！运用了转化的方法.总结一下，同学们实验方案中提到的注意事项及数据处理方法：（1）不用手摸管壁，（2）缓慢改变气体的体积