氣體實(shí)驗(yàn)定律
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道什么是等溫變化，知道玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程，掌握玻意耳定律的內(nèi)容與公式表達(dá)．
2、知道什么是等容變化，了解查理定律的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程，掌握查理定律的內(nèi)容與公式表達(dá)．
3、掌握三種基本圖像，并能通過圖像得到相關(guān)的物理信息．
能力目標(biāo)
通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约胺治鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論的能力．
情感目標(biāo)
通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，同時(shí)樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)．
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)的內(nèi)容涉及三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律：玻意耳定律、查理定律和蓋·呂薩克定律．研究壓強(qiáng)、體積和溫度之間的變化關(guān)系，教材深透了一般物理研究方法——“控制變量法”：在研究兩個(gè)以上變量的關(guān)系時(shí)，往往是先研究其中兩個(gè)變量間的關(guān)系，保持其它量不變，然后綜合起來得到所要研究的幾個(gè)量之間的關(guān)系，在牛頓第二定律、力矩的平衡、單擺周期確定等教學(xué)中，我們曾經(jīng)幾次采用這種方法．
教法建議
通過演示實(shí)驗(yàn)，及設(shè)定變量的方法得到兩個(gè)實(shí)驗(yàn)定律；注意定律成立的條件．提高學(xué)生對圖像的分析能力．
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
教學(xué)用具：驗(yàn)證玻意耳定律和查理定律的實(shí)驗(yàn)裝置各一套．
教學(xué)主要過程設(shè)計(jì)：在教師指導(dǎo)下學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)并幫助記錄數(shù)據(jù)，在教師啟發(fā)下學(xué)生自己分析總結(jié)、推理歸納實(shí)驗(yàn)規(guī)律．
課時(shí)安排：2課時(shí)
教學(xué)步驟
（一）課堂引入：
教師講解：我們學(xué)習(xí)了描述氣體的三個(gè)物理參量——體積、溫度、壓強(qiáng)，并知道對于一定質(zhì)量的氣體，這三個(gè)量中一個(gè)量變化時(shí)，另外兩個(gè)量也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，三個(gè)量的變化是互相關(guān)聯(lián)的，那么，對于一定質(zhì)量的氣體，這三個(gè)量的變化關(guān)系是怎樣的呢？這節(jié)課，我們便來研究一下！
（二）新課講解：
教師講解：在物理學(xué)中，當(dāng)需要研究三個(gè)物理量之間的關(guān)系時(shí)，往往采用“保持一個(gè)量不變，研究其它兩個(gè)量之間的關(guān)系，然后綜合起來得出所要研究的幾個(gè)量之間的關(guān)系”，我們研究一定質(zhì)量的氣體溫度、體積、壓強(qiáng)三者的關(guān)系，就可以采用這種方法．首先，我們設(shè)定溫度不變，研究氣體體積和壓強(qiáng)的關(guān)系．
1、氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系——玻意耳定律
演示實(shí)驗(yàn)：一定質(zhì)量的氣體，在保持溫度不變的情況下改變壓強(qiáng)，研究壓強(qiáng)與體積的關(guān)系．讓學(xué)盛幫助記錄數(shù)據(jù)．
壓強(qiáng) Pa
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
體積V/L
8.0
4.0
2.7
2.0
1.6
1.3
1.1
1.0
4.0
4.0
4.05
4.0
4.0
3.9
3.85
4.0
以橫坐標(biāo)表示氣體的體積，縱坐標(biāo)表示氣體的壓強(qiáng)，作出壓強(qiáng)p與體積的關(guān)系如圖所示．
可見，一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況，壓強(qiáng)P隨體積V的關(guān)系圖線為一雙曲線，稱為等溫線．①見等溫線上的每點(diǎn)表示氣體的一個(gè)狀態(tài)．②同一等溫線上每一狀態(tài)的溫度均相同．③對同一部分氣體，在不同溫度下的等溫線為一簇雙曲線，離坐標(biāo)軸越近的等溫線的溫度越高．
通過實(shí)驗(yàn)得出，一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V的乘積保持不變，即： 常量
或壓強(qiáng)p與體積V成反比，即：
這個(gè)規(guī)律叫做玻意耳定律，也可以寫成： 或
例如：一空氣泡從水庫向上浮，由于氣泡的壓強(qiáng)逐漸減小，因此體積逐漸增大．
例題1：如圖所示，已知： ，求： 和
解：根據(jù)圖像可得：
∵ 封閉在管中的氣體質(zhì)量、溫度均不變．
即：
解得：
2、氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系——查理定律
演示實(shí)驗(yàn)：一定質(zhì)量的氣體，在體積保持不變的情況下改變溫度，研究壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系．讓學(xué)生幫助記錄數(shù)據(jù)．
壓強(qiáng) Pa
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
溫度T/K
300
330
360
390
420
450
480
510
以橫坐標(biāo)表示氣體的溫度，縱坐標(biāo)表示氣體的壓強(qiáng)，作出壓強(qiáng)p與溫度T的關(guān)系如圖所示．
可見，一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度的關(guān)系，圖線為通過原點(diǎn)的一條直線，稱為等容線．
①等容線上的每一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)狀態(tài)．②同一等容線上每一狀態(tài)的體積均相同．③對同一部分氣體，在不同體積下的等容線為一簇通過原點(diǎn)的直線，離橫軸越遠(yuǎn)的等容線的體積越大（ ）．
通過實(shí)驗(yàn)得出，一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T之比保持不變，即： 常量
或壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比，即：
這個(gè)規(guī)律叫做查理定律，也可以寫成： 或
例如：乒乓球擠癟后，放在熱水里泡一會(huì)兒，由于球內(nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大，就把乒乓球擠回球形．
例題2：一定質(zhì)量的某種氣體在20℃時(shí)的壓強(qiáng)是 Pa，保持體積不變，溫度升高到50℃，壓強(qiáng)是多少？溫度降到－17℃時(shí)，壓強(qiáng)是多少？
解：∵ 因氣體的質(zhì)量和體積均不變
∴
即
3、氣體的體積和溫度的關(guān)系——蓋·呂薩克定律
教師講解：由前面我們得到： ； ；
則可以得到：
也就是說：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成正比，即： ，
這個(gè)規(guī)律叫做蓋·呂薩克定律，也可以寫成： 或
一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度的關(guān)系圖線為通過原點(diǎn)的直線，稱為等壓線．
①等壓線上每一點(diǎn)表示氣體的一個(gè)狀態(tài)．②同一等壓線上每一狀態(tài)的壓強(qiáng)相等．③對同一部分氣體，在不同壓強(qiáng)下的等壓線為一簇通過原點(diǎn)的直線，離橫軸越遠(yuǎn)的等壓線的壓強(qiáng)越大（ ）．
教師總結(jié)：理想氣體的狀態(tài)方程是由實(shí)驗(yàn)定律推證出來的，我們也可以把玻意耳定律、查理定律、蓋·呂薩克定律分別看成是在溫度、體積、壓強(qiáng)不變的情況下理想氣體狀態(tài)方程的特殊情況，或者說，理想氣體的狀態(tài)方程包括了三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律．
（三）板書設(shè)計(jì)
二、氣體實(shí)驗(yàn)定律
1、氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系——玻意耳定律
內(nèi)容： 圖像：
表達(dá)式：
2、氣體的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系——查理定律
內(nèi)容： 圖像：
表達(dá)式：
3、氣體的溫度與體積的關(guān)系——蓋·呂薩克定律：
內(nèi)容： 圖像：
表達(dá)式：
氣體實(shí)驗(yàn)定律