B气体的压强与体积的关系

B气体的压强与体积的关系 B 1 知识与技能： （1）知道气体的温度、体积和压强是描述气体状态参量。 （2）在知道温度物理意义的基础上，知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会单位换 算。 （3）理解气体体积的含义 （4）理解气体压强是怎样产生的，能用分子动理论进行解释，会计算各种情况下的压 强。 （5）知道一定质量的在温度不变时，气体的压强与体积的关系，理解玻意耳定律。 （6）学会用DIS实验系统进行物理实验和数据处理。 2 方法与过程： （1）通过对生活实例和小实验的分析，提高观察、思考、辩析、达、质疑的科学探 究能力。 （2）通过小钢球撞击磅秤托盘的实验来模拟压强的产生，使学生感悟气体压强是怎样 产生的。 （3）控制变量法的应用，感受到明确研究主体化繁为简的方法。 3 情感态度价值观： （1）用生活现象引人课题，激发学习和探究的欲望，体验物理科学与生活紧密的联系。 （2）通过对实验误差原因，并对实验数据进行修正后探究，使学生感悟严谨求实的科 学态度。 思考：气态是物质在的一种状态，那么你认为应该如何描述气体状态呢？ 举例：（1）凹陷的乒乓球被热水一浇，恢复原状； （2）充好气的气球，放在暖气片上会爆裂； （3）自行车内胎在夏天时容易爆胎； （4）气体被压缩； （5）压缩气体突然膨胀 演示实验（课本图6—15）用手快速向下压活塞，请你好观察发生的现象。 1 气体的温度、体积和压强都是用来描述气体状态的参量 气体的温度、体积和压强只要其中任何一个状态参量发生变化，我们就说该气体状态的 参量发生变化。 2 ： （1）气体体积是指气体分子所能达到的空间范围。 (2）由于气体没有一定的形状，具有流动性，不论容器多大，它总能充满整个容器， 因此任何容器的容积就是该容器内气体的体积。 （3）这个容积不是气体分子本身的体积之和，气体分子之间是有空隙的。 （4）气体的体积用V表示，单位体积m3 3 ： （1）对温度物理意义的认识宏观：温度表示物体的冷热程度。 （2）微观：温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度；温度是物体分子平均 速率越大，气体的温度的越高。 （3）温度与温标 温标即温度的数值表示法。摄氏温标——摄氏温度t，热力学温标——热力学温 度T。 T=t+273 （4）气体的温度的测量：温度计 DIS系统用温度传器。 4 气体压强是怎样产生的？ 举例 a 用一小把针刺手心，随着针刺频率的增加，手心的感觉会有什么变化？ b 大量密集的雨点接连不断地打在雨伞上，对伞面产生一个持续的压力。在对 上述举例讨论、观察后，引导学生归纳出气体压强的产生。 演示实验 通过小钢球撞击磅秤托盘的实验来模拟压强的产生，模拟大量气体分子频 繁地碰撞器壁产生持续的压力，形成对器壁的压强。（教材图6—17） (1) 气体压强产生的是由于组成气体的大量的分子向各个方向运动，并撞击容器壁 而产生的，气体压强的大小与每个分子的质量，运动速度大小，单位面积上碰 撞的分子数等关系。 （2）气体的压强：容器壁单位面积上所受的压力。 （3）气体的压强单位：帕斯卡 （4）气体的压强的测量：a压强计（U型管式图6—18）b指针式或数字式（图6—19） （5）气体的压强的计算 演示实验（教材图6—18）并写出的压强。a图 p=p0 b图 c图 1（教材） 例题1 一个气缸水平放置在地面上，质量为m、底面积为S的活塞上方放置一个质量为m2的重物，平衡时如图所示，则气缸内气体的压强为多少？（大气压为p0） 常见密封气体的压强计算方法：（1）直玻璃管型 （2）U形玻璃管型 （3）气缸型 1 情景（让两个学生吹气球，一个在空气中吹气球，一个学生把气球口翻在锥形瓶的 瓶颈上，然后吹气球） 2 演示实验 实验表明一定质量的气体，其气体的温度、体积和压强之间存在着一定的关系。 下面我们先控制气体的温度不变时，探究气体的压强与体积的关系。 3 学生实验 DIS 〈实验目的〉探究一定质量的气体，在温度不变情况下，气体的压强与体积的关系。 〈实验器材〉DIS（系统用压强传感器、数据采集器、计算机）、注射器。 〈实验〉(1)将压强传感器接入数据采集器。 (2)开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目的“研究在温度不变时，一 定质量的气体的压强与体积的关系”进入DIS实验室。 (3)注射器与压强传感器测口相连。 (4)在数据表格上输入所设定的体积，推拉注射器的活塞，使其位于各设定的 体积时 (5)点击“数据”。表格上将记录不同体积时所对应的注射器内气体的压强 数据。 (6)点击“数据计算”，表格上将显示注射器内气体的压强和体积的乘积值，以 及体积的倒数值。 (7)启动“图线分析”功能，分析识误差产生的原因，描出P和V的关系图，P 和1/V的关系图。 讨论（1）为什么各组同学的PV值不完全相同？ （2）实验中，推拉活塞需要注意什么？ 分析总结 从压强与体积的乘积值可得出什么结论？ 从两个图线上可总结出压强与体积是什么关系？ ： 一定质量的气体在温度不变时，它的压强与体积的成反比 P1V1=P2V2 ：在平面直角坐标系中，纵轴表示压强p，坐轴表示体积V。p与V的函数图 象是一条双曲线，这种表示等温过程的p—V图象叫做等温图线。 2 ( 1)用分子动理论：解释一定质量的气体，在温度不变情况下，气体的压强 与体积的关系 (2)列举玻意耳定律在日常生活中的实际应用。 例题2一个体积为V的沼气泡自池塘底浮起，若水深为3m，沼气泡从池底上升到水面 时，它的体积将变为原来的多少倍？（设池底和水面的温度相同，大气压强 p0=105pa） 1. 对一定质量的气体，若它的温度和体积都不变，则压强一定 (填“不变”或“变化”)；若它的温度发生了变化，则它的压强或体积至少有 个量发生变化。 2．关于一定质量同种气体，下列各种说法，正确的是： （ ） A．气体的状态参量是指质量、体积和种类。 B．气体状态参量指气体的温度、体积和压强。 C．气体状态发生变化，气体的状态参量可以都不发生变化。 D．以上说法都不对。 3.下列各种说法，正确的是： （ ） Ａ．气体体积等于各个分子的体积之和 Ｂ．气体压强是由大量分子对器壁的频繁碰撞产生的 Ｃ．某种气体温度越高，分子的平均速率越小 Ｄ．一定质量的气体，温度不变时，分子平均速率越大，气体压强越大 4．.若已知大气压强为p,下图中各装置均处于静止状态,求被封闭气体的压强. 0 5. 如图所示，设气缸的质量为M横截面积为S，活塞的质量为ｍ，当气缸搁在地上时， 缸内气体的压强为 ，当通过活塞手柄挂起气缸时，被封气体的压强 为 . 6 一个气泡从水底升到水面时，它的体积增大为原来的3倍，设水的密度为ρ=1× 103kg/m3，大气压强p0=1.01×105Pa，水底与水面的温度差不计，求水的深度．取 g=10m/s2． 7 一端开口、粗细均匀的玻璃管，管内有一段长为h的汞封闭着长为L0的一段空气 柱，若以封闭端为圆心，使玻璃管在竖直面内缓慢旋转360度时，在温度不变情 况下，汞柱未曾流出，已知大气压为p汞柱的密度为ρ试求 （1）管内气体的最大压强和最小压强？ （2）管内气体的最大体积和最小体积？ 1：气体的温度、体积和压强是描述。 2：： （1）对温度物理意义的认识宏观：温度表示物体的冷热程度。 （2）微观：温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度；温度是物体分子平均 速率越大，气体的温度的越高。 3：： （1）气体体积是指气体分子所能达到的空间范围。任何容器的容积就是该容器内气 体的体积 4：：容器壁单位面积上所受的压力。气体的压强是大量气体分子频繁地碰 撞器壁而产生的。常见密封气体的压强计算方法（1）直玻璃管型（2） U形玻璃管型（3）气缸型 5：用实验的方法归纳，：一定质量的气体在温度不变时，它的压强与体积 的成反比。是一条双曲线