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共3页,当前第1页123
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