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高中物理人教版 (新课标)选修31 气体的等温变化教学设计
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气体的等温变化目标导航1．知道什么是气体的等温变化。2．掌握玻意耳定律的内容和公式。3．理解p-V图上等温变化的图象及其物理意义。4．知道p-V图上不同温度的等温线如何表示。5．会用玻意耳定律进行计算。诱思导学探究：等温变化的规律 如图8.1—1，一原来开口向上的玻璃管，今开口向下插入水槽中，此时管内封住一定质量的气体，测出压强p，读出体积V；再把玻璃管下插，注意动作要缓慢，待稳定后观察气体体积的变化及压强的数值。探究一下在温度不变时，压强和体积的关系。1．玻意耳定律（1）等温变化：气体在温度不变的情况下发生的状态变化。（2）玻意耳定律：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强跟体积成反比，即pV=C(常量)或 p1V1=p2V2。点拨：（1）玻意耳定律是实验定律，由英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验独立发现的。 （2）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。 （3）pV=C。其中常量C 与气体的质量、种类、温度有关。2．等温线（1）一定质量的某种气体在等温变化过程中压强p跟体积V的反比关系，在p-V 直角坐标系中表示出来的图线叫等温线。（2）一定质量的气体等温线的p-V图是双曲线的一支。（3）等温线的物理意义：图线上的一点表示气体的一个确定的状态。同一条等温线上各状态的温度相同，p与V 的乘积相同。不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。典例探究例1．一贮气筒内装有25L、1.0×105 Pa 的空气，现想使筒内气体压强增至4.0×105Pa，且保持温度不变，那么应向筒内再打入 L、1.0×105 Pa 的相同温度的气体。解析：玻意耳定律的适用条件是气体的质量不变，温度不变，因此应以筒内和再打入的气体作为研究对象。 设再打入V升1.0×105 Pa 的相同温度的气体 初状态：p1=1.0×105 Pa V1=(25+V)L 末状态：p2=4.0×105 Pa V1= 25 L 由玻意耳定律，得：p1V1=p2V2 1.0×105×(25+V)= 4.0×105×25 V=75L 友情提示：保证气体质量不变，合理选择研究对象是解本题的关键。本题应正确分析研究对象的初、末状态及对象的变化特点，分析各量之间的制约关系，正确应用相应规律列方程。例2. 如图8.1—2所示，A、B 是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O 和对应坐标轴上的VA、VB坐标所围成的三角形面积分别为SA 、SB，对应温度分别为TA和TB,则 （ ）SA > SB TA > TB SA = SB TA < TB SA < SB TA < TBSA > SB TA < TB解析：由图可知：三角形的面积等于p与V乘积的，∴SA=pAVA SB=pBVB在A点所在的等温线中，其上各点的pV 乘积相同，因为p与V成反比，所以pAVA=pAVB
气体的等温变化目标导航1．知道什么是气体的等温变化。2．掌握玻意耳定律的内容和公式。3．理解p-V图上等温变化的图象及其物理意义。4．知道p-V图上不同温度的等温线如何表示。5．会用玻意耳定律进行计算。诱思导学探究：等温变化的规律 如图8.1—1，一原来开口向上的玻璃管，今开口向下插入水槽中，此时管内封住一定质量的气体，测出压强p，读出体积V；再把玻璃管下插，注意动作要缓慢，待稳定后观察气体体积的变化及压强的数值。探究一下在温度不变时，压强和体积的关系。1．玻意耳定律（1）等温变化：气体在温度不变的情况下发生的状态变化。（2）玻意耳定律：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强跟体积成反比，即pV=C(常量)或 p1V1=p2V2。点拨：（1）玻意耳定律是实验定律，由英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验独立发现的。 （2）成立条件：质量一定，温度不变，且压强不太大，温度不太低。 （3）pV=C。其中常量C 与气体的质量、种类、温度有关。2．等温线（1）一定质量的某种气体在等温变化过程中压强p跟体积V的反比关系，在p-V 直角坐标系中表示出来的图线叫等温线。（2）一定质量的气体等温线的p-V图是双曲线的一支。（3）等温线的物理意义：图线上的一点表示气体的一个确定的状态。同一条等温线上各状态的温度相同，p与V 的乘积相同。不同温度下的等温线，离原点越远，温度越高。典例探究例1．一贮气筒内装有25L、1.0×105 Pa 的空气，现想使筒内气体压强增至4.0×105Pa，且保持温度不变，那么应向筒内再打入 L、1.0×105 Pa 的相同温度的气体。解析：玻意耳定律的适用条件是气体的质量不变，温度不变，因此应以筒内和再打入的气体作为研究对象。 设再打入V升1.0×105 Pa 的相同温度的气体 初状态：p1=1.0×105 Pa V1=(25+V)L 末状态：p2=4.0×105 Pa V1= 25 L 由玻意耳定律，得：p1V1=p2V2 1.0×105×(25+V)= 4.0×105×25 V=75L 友情提示：保证气体质量不变，合理选择研究对象是解本题的关键。本题应正确分析研究对象的初、末状态及对象的变化特点，分析各量之间的制约关系，正确应用相应规律列方程。例2. 如图8.1—2所示，A、B 是一定质量的理想气体在两条等温线上的两个状态点，这两点与坐标原点O 和对应坐标轴上的VA、VB坐标所围成的三角形面积分别为SA 、SB，对应温度分别为TA和TB,则 （ ）SA > SB TA > TB SA = SB TA < TB SA < SB TA < TBSA > SB TA < TB解析：由图可知：三角形的面积等于p与V乘积的，∴SA=pAVA SB=pBVB在A点所在的等温线中，其上各点的pV 乘积相同，因为p与V成反比，所以pAVA=pAVB
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