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氣體的狀態參量

氣體的狀態參量

教學目標
知識目標
1、知道氣體的溫度、體積、壓強是描述氣體狀態的狀態參量,理解描述狀態的三個參量的意義.
2、在知道溫度物理意義的基礎上;知道熱力學溫度及單位;知道熱力學溫度與攝氏溫度的關系,并會進行換算.
3、知道氣體的體積及其單位.并理解氣體的壓強是怎樣產生的,能運用分子動理論進行解釋;知道氣體壓強的單位并能進行單位換算;會計算各種情況下氣體的壓強.

能力目標
1、運用所學的力學及運動學知識計算各種情況下氣體的壓強,總結出求解氣體壓強的方法.明確氣體的狀態及狀態參量是—一對應的關系.

情感目標
培養學生的分析、解決問題的能力及綜合應用所學知識解決實際問題的能力.

 

教學建議

教材分析
氣體壓強的概念及計算是本節的重點,關于壓強的產生,教材在本章第五節分子動理論中——對氣體壓強產生做了詳細的介紹,而運用示例來講解壓強的計算,例題中分析了被水銀柱封閉的空氣柱在三種放置狀態時的壓強求解,利用前面所學的力學知識,分析水銀柱受力的平衡條件,得到了氣體壓強值,教學時,注意讓學生在復習初中內容的基礎上,觀察演示實驗,討論壓強計算的公式并進行必要的練習,著重解決一下“氣體的壓強”問題,為以后的幾節學習掃清障礙.

 

教法建議
針對本章的重點——氣體壓強的計算,通過以前學過的固體和液體的壓強知識來理解氣體壓強的概念;用力學觀點來計算氣體的壓強,把力學和熱學聯系起來.

 

教學設計方案

教學用具:壓強計

教學整體設計:教師引導學生復習壓強、力平衡、牛頓定律等力學知識引入氣體壓強等熱學參量,再讓學生做實驗掌握氣體壓強的測量,通過例題講解使學生掌握氣體壓強的求法.

教學目標完成過程:

(一)課堂引入

教師講解:在前面一章中,我們主要研究了物質的三種存在狀態:氣、液、固中的兩種——固體和液體,由于氣體分子排布的特點,使得氣體分子具有一些特有的性質,今天,我們便開始研究氣體.

(二)新課講解

教師講解:為了描述我們的研究對象,針對氣體的熱學特性,我們用體積、壓強和溫度物理量等來標識氣體,這幾個用來描述氣體狀態的物理量叫做.

1、溫度(T)

溫度是表示物體冷熱程度的物理量,是物體分子平均動能的標志.

(1)測量:用溫度計來測量.

(2)溫標:溫度的數值表示法.

①攝氏溫標:規定在1atm下冰水混合物的溫度為0℃,沸水的溫度為11℃,中間分成100等份,每一份為1℃,通常用t表示,單位為攝氏度(℃).

②熱力學溫標:規定-273.15℃為零開,每1開等于1℃,通常用T表示,單位為開爾文(K).
③兩種溫標的關系:

教師強調:一般題目所給的溫度都為攝氏溫度,但計算時一般用熱力學溫度,最后結果應轉化為攝氏溫度.

2、體積(V

氣體的體積就是指氣體分子所充滿的容器間體積,即為容器的容積.

教師強調:這個容積不是分子本身的體積之和,氣體分子間有很大的間隙,容積變化,氣體的體積也隨之變化.

氣體的單位有: 等,它們間的換算關系為:

教師強調:若氣體封閉在粗細均勻的容器中,體積通?捎闷溟L度來表示,但切勿誤認為長度單位就是體積的單位.

3、壓強(p

氣體作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強,它是由大量氣體分子在熱運動中頻繁地碰撞器壁而產生的,它的大小決定于氣體的密度和氣體分子的平均動能.

壓強的單位有:Pa、atm、cmHg、mmHg等,它們間的換算關系為:

演示實驗:觀察壓強計,理解其原理,并用壓強計測氣體的壓強.

教師強調:

①氣體對容器的壓強和器壁給予氣體的壓強是相等的,因此在很多情況下,只要直接計算外界加于氣體的壓強,就可以知道氣體本身的壓強.

②在開口的容器中,不管氣體溫度如何變化,氣體的壓強總是等于該地的大氣壓強.

③在確定液體內部的氣體的壓強時,必須計算液面上的大氣壓強.

 或 

④凡遇到壓強相加或相減時,應注意統一單位.

(三)例題講解

1、首先對書中例題進行分析:針對水銀柱的不同運動情況讓學生分組討論分析.

2、參考“典型例題”,

教師可以將例題1擴展:為了更好的研究不同運動情況下封閉氣體的壓強,可以通過研究氣缸與活塞的運動,假定氣缸有豎直向上或豎直向下或水平向左或水平向右的加速a情況下,計算封閉活塞中的氣體的壓強,最后總結出各種情況下計算壓強的方法.

4、狀態及狀態變化——對應關系

(1)狀態:對一定質量的氣體來說,如果溫度、體積和壓強都不變,我們就說氣體處于一定的狀態中.

(2)狀態變化:如果發生變化,我們就說氣體的狀態發生了變化.

教師強調:一定質量的氣體發生狀態變化時,至少有兩個狀態參量發生變化,不可能只有一個狀態參量變,而其他兩個狀態參量不變,這一章的后面就是研究氣體在發生狀態變化時,狀態參量之間的關系.

(四)總結、擴展

1、描述一定質量的有溫度、體積和壓強,氣體處于一定的狀態,對應一定的狀態參量,即狀態及狀態參量是—一對應的,氣體發生狀態變化時,其狀態參量也隨之發生變化,狀態參量的變化存在一定的規律——氣體狀態方程.

2、各種情況下氣體壓強的計算,可以用以前學過的規律(平衡條件、牛頓第二定律)用力學觀點求解.

3、氣體狀態參量可作為物理論學綜合題的結合點.

(五)解決課后練習,布置作業 

 

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