人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化教案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化教案，共6页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，新课导入，新课讲解，课后反思等内容，欢迎下载使用。

【教材分析】
（一）教材分析
本节介绍查理定律，要使学生了解一定质量的气体在保持体积不变时温度与压强的关系，知道通过对等容变化的P-T图线“外推”所得到气体在压强威灵时对应温度的意义。对于查理定律与盖.吕萨克定律，教学时只做一般了解，不要求用它去解决复杂的问题。
【学情分析】
（一）学情分析
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。
【教学目标】
（一）教学目标
物理观念：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。
科学思维：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。
科学探究：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。
科学态度与责任：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。
【教学重难点】
（一）教学重难点
重点:
气体的等温变化规律的探究；理解玻意耳定律，会用玻意耳定律解释一些自然现象，解决简单的实际问题。
难点:
气体的等温变化规律的探究。
【新课导入】
（一）新课导入
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?
【新课讲解】
（一）气体的等压变化
气体的等压变化
1.等压变化：一定质量的某种气体，压强不变，体积随温度的变化过程
2.盖吕萨克——定律
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.
V=CT 或 eq \f(V,T) =C
对定律的理解：
①温度不能太低，否则会发生液化。
②常数C与气体的摩尔数有关。
③注意将摄氏度(℃)转化为热力学温度(K)。
（一）气体的等容变化
气体的等容变化
1．等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。
2．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。
(2)发现者：法国科学家查理。
(3)表达式：①p＝CT或 eq \f(p,T)＝C；② eq \f(p1,T1)＝ eq \f(p2,T2)或 eq \f(p1,p2)＝ eq \f(T1,T2)。
(4)意义：反映了一定质量的某种气体的等容变化规律。
(5)图像：如图所示。
①pT图像中的等容线是一条过原点的倾斜直线。
②pt图像中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15 ℃。
③无论是pT图像还是pt图像，根据其斜率都能判断气体体积的大小，斜率越大，体积越小。
（一）理想气体
理想气体
1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。
2．理想气体与实际气体
(1)实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理。
(2)理想气体是对实际气体的一种理想化抽象，就像质点、点电荷模型一样，是一种理想模型，实际并不存在。
理想气体的状态方程
1．内容：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管其压强p、体积V和温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比却保持不变。
2．表达式： eq \f(pV,T)＝C。
R=8.31J·ml-1 ·K-1,m是气体的质量，M是气体的摩尔质量。
3．适用条件：一定质量的某种理想气体。
（一）气体实验定律的微观解释
气体实验定律的微观解释
问题1：气体压强是如何产生的？与哪些因素有关？
问题2：温度不变，为什么减少气体体积，气体压强增大？
（保持温度不变，分子热运动平均动能不变，但分子数密度增大，撞击更加频繁，气体压强增大。）
问题3：体积不变，为什么增大气体温度，气体压强增大？
（当体积保持不变，分子数密度不变，温度升高，分子热运动平均动能增加，对器壁施加的力增大，压强增大。）
问题4：保持压强不变，为什么升高温度，气体体积增加？
（如果升高温度，气体分子热运动平均动能增大，只有让分子数密度减小，即增大气体的体积，压强才能保持不变。即p不变，T增大,V增大。 ）
PhET虚拟仿真实验
温度保持不变，体积减小，压强增大
体积保持不变，升高温度，压强增大
压强不变，降低温度，体积减小增大
作业：“复习与提高”A组第7题、B组第5题
课堂练习 一个装有某种气体的体积可变的圆筒形容器，原来气体的体积是40L，压强是3atm，温度为27℃。先使气体压强不变，体积增大到原来的2倍；再使气体保持一定温度，体积减少到原来的体积；最后使气体在体积不变的条件下恢复到原来的压强.试在p-V 图上画出整个变化过程的图线。
解 设 p1=3atm V1=40L T1=(273+27)K=300K
压强 p2=3atm，V2=80L，温度为T2，
V1/T1=V2/T2
解得 T2=V2T1/V1=600K
T3=600K，V3=40L，压强为p3，
由p3V3=p2V2
得 p3=6atm
V4=40L，p4=3atm，温度为T4
由p3/T3=p4/T4
解得 T4=300K
【板书】
（一）板书
2.3气体的等压变化和等容变化
一、气体的等压变化
盖—吕萨克定律∶一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。
二、气体的等容变化
查理定律∶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。
三、理想气体：在任何温度，任何压强下都遵从气体实验定律。
①理想气体的内能=分子动能之和（只与温度有关）
②它是一种理想模型和实际气体近似
③实际气体压强不太大，温度不太低，就可以看做理想气体
四、气体实验定律的微观解释
【课后反思】
（一）课后反思
气体的等压和等容变化，它们基本上介于宏观喝微观之间，可以从微观去解释，又可以从宏观上直接感受。这对于学生的学习是由一定的帮助的，但是也可能使学生对知识变得更加模糊。理想气体的转态方程作为一个拓展学习内容，但是在课本的例题又出现了理想气体的转态方程，那么这个内容的讲解可以把例题的讲解的方法放到拓展学习再讲。例题的讲解还是按老办法分两个过程去讲解就好了。