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小学语文微课教案

发表时间:2020-11-02

气体。

一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的教案呢?为满足您的需求,小编特地编辑了“气体”,希望能为您提供更多的参考。

复习内容第八章气体
复习目标1.掌握三个实验定律一个状态方程并会用定律和理想气体状态方程分析定质量状态变化问题。
2.会计算封闭气体压强,会利用图象进行解题。
考点分析I级要求,2011年考试说明中对定量计算不做要求
考查题型概念性选择题为主,会出现一些用定律的简单真空型计算
学习过程用案人自我创新
【自主学习】
一、气体实验定律
玻意耳定律表达式:,图象特征:
查理定律表达式:,图象特征:
盖。吕萨克定律:,图象特征:
二、理想气体状态方程
1.理想气体是指:
2.方程的表达式:
三、气体热现象的微观意义。

【知识点考查】
一、气体压强的计算
例1如图所示,竖直放置的U型管,左端开口,右端封闭,管内有a、b两段水银柱,将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为10cm,水银柱b两个液面的高度差为5cm,大气压强为75cmHg,求气体A、B的压强。

二、气体状态变化图象及应用
例2一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四个过程在p—T图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标点0,bc垂直于ab而cd平行于ab,由图可以判断()
A.ab过程中气体体积不断减小
B.bc过程中气体体积不断减小
C.cd过程中气体体积不断增大
D.da过程中气体体积不断增大

三、气缸类问题处理
一般思路:
⑴弄清题意,确定研究对象,一般地说,研究对象分两类:一类是热学研究对象(一定质量的理想气体),另一类是力学研究对象(气缸、活塞或某系统)。
⑵分析题目所描述的物理过程,对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依气体实验定律列出方程;对力学研究对象要正确进行受力分析,依力学规律列出方程。
⑶注意挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。
⑷多个方程联立求解。对求解的结果要注意检查它们的合理性。
例3一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形容器内,活塞上堆放着铁砂,如图所示。最初活塞搁置在容器内壁的固定卡环上,气体柱的高度为H0,压强等于大气压强p0,现对气体缓慢加热,当气体温度升高了ΔT=60K时,活塞及铁砂开始离开卡环而上升,继续加热直到气柱高度为H1=1.5H。此后,在维持温度不变的条件下逐渐取出铁砂,直到铁砂全部取走时,气柱高度为H2=1.8H0,求此时气体的温度(不计活塞与容器之间的摩擦)。

达标检测1.一定质量的理想气体的性质和特性有()
A.在温度不变的条件下,体积与压强成反比
B.只有在温度不太低和压强不太大的情况下,普通实际气体才适用理想气体状态方程
c.体积不变时,分子的平均速率越大,气体压强也越大
D.理想分子之间没有相互作用力,除了相互碰撞,或者跟容器壁碰撞外不受力的作用
2.下列过程可能发生的是()
A.气体的温度变化,但压强、体积保持不变
B.气体的温度、压强保持不变,而体积发生变化
C.气体的温度保持不变,而压强、体积发生变化
D.气体的温度、压强、体积都发生变化
3.一定质量的理想气体被等温压缩时,压强增大,从微观上来分析是因为()
A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲量增大
B.器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞次数增多
C.气体分子数增加
D.气体分子密度增大
4.已知离地面越高时大气压强越小,温度也越低。现有一气球由地面向上缓慢升起,试问大气压强与温度对此气球体积的影响如何()
A.大气压强减小有助于气球体积增大,温度降低有助于气球体积增大
B.大气压强减小有助于气球体积变小,温度降低有助于气球体积减小
c.大气压强减小有助于气球体积增大,温度降低有助于气球体积减小
D.大气压强减小有助于气球体积变小,温度降低有助于气球体积增大
5.如图所示,用弹簧测力计拉着一支薄壁平底玻璃试管,将它的开口端向下插入水银槽中,由于管内有一部分空气,此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度不计,此时弹簧测力计的读数()
A.等于进入试管内的H高水银柱的重力
B.等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差
c.等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力
D.等于上面A、C所述的两个数值之差
6.如图所示,一导热性能良好的汽缸吊在弹簧下,缸内被活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),当温度升高到某一数值时,变化了的物理量有()
A.活塞高度hB.缸体高度H
C.气体压强pD.弹簧长度L
7.如图所示,u形管A、B内装有一部分水银,通过橡皮管与玻璃管c相连,c管竖直插入水银槽中,已知A、B、C三管内径相同,若再往B管内注入一些水银,设整个过程温度不变,则()
A.A管内水银面上升的距离等于C管内水银槽中的水银面下降的距离
B.A管内水银面上升的距离大于C管内水银槽中的水银面下降的距离
C.注入B管内的水银与排出c管中的水银一样多
D.注入B管内的水银多于排出C管中的水银
8.将质量相同的同种气体A、曰分别密封在体积不同的两个容器中,保持两部分气体体积不变,A、B两部分气体压强随温度t的变化图线如图所示,下列说法正确的是()
A.A部分气体的体积比B部分小
B.A、B的延长线将相交于t轴上的同一点
C.A、A、B气体温度改变量相同时,压强改变量也相同
D.A、B气体温度改变量相同时,A部分气体压强改变量较大
9.一定质量的气体,下列叙述中正确的是()
A.如果体积减小,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
B.如果压强增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增太
C.如果温度升高,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
D.如果分子密度增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
10.钢瓶中装有一定质量的气体,现在用两种方法抽取钢瓶中的气体,第一种方法是用小抽气机,每次抽出lL气体,共抽取三次,第二种方法是用大抽气机,一次抽取3L气体,这两种抽法中,抽取气体质量较多的是()
A.第一种抽法
B.第二种抽法
C.两种抽法抽出气体质量一样多
D.无法判断
11.对于一定质量的理想气体,以P、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系,在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示,三个坐标系中,两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小。

(1)P一T图象(如图甲)中A、B两个状态,状态体积小。
(2)V—T图象(如图乙)中C、D两个状态,状态压强小。
(3)P—V图象(如图丙)中E、F两个状态,状态温度低。
12.如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置,A为开口薄壁圆筒,排尽其中的空气.,倒扣在水中。测量时,被测者尽力吸足空气,再通过B管用力将气体吹入A中,使A浮起。设整个过程中呼出气体的温度保持不变。
(1)呼出气体的分子热运动的平均动能(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)设圆筒A的横截面积为S,大气压强为P0,水的密度为ρ,桶底浮出水面的高度为h,桶内外水面的高度差为Δh,被测者的“肺活量”,即V0=.
13(选做题)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为1270C。
(1)求汽缸内气体的最终体积。
(2)在下面的P—V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化。(大气压强为1.0×105Pa)

扩展阅读

气体的等温变化


【导学案】
第八章第1节气体的等温变化
课前预习学案
一、预习目标
预习本节内容,了解气体的三个状态参量,初步把握气体等温实验的实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。
二、预习内容
(一)、气体的状态及参量
研究气体的性质,用、、三个物理量描述气体的状态。描述气体状态的这三个物理量叫做气体的。
(二)、玻意耳定律
1、学习实验的操作过程。
2、英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现:一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强p与体积v成。这个规律叫做玻意耳定律。
3、玻意耳定律的表达式:pv=C(常量)或者。其中p1、v1和p2、v2分别表示气体在1、2两个不同状态下的压强和体积。
(三)、气体等温变化的p—v图象
1、一定质量的气体发生等温变化时的p—v图象如图
8—1所示。图线的形状为。由于它描述
的是温度不变时的p—v关系,因此称它为线。
一定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的。
2、画出p—图象,说明图线的形状,图线的斜率与温度的关系。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容

课内探究学案
一、学习目标
1、知道气体的状态及三个参量。
2、掌握玻意耳定律,并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释生活中的有关现象。
3、知道气体等温变化的p—v图象,即等温线。
4、了解用实验探究气体等温变化规律的方法和思路,培养动手操作能力、采集数据能力及运用计算机处理数据的能力。
学习重难点:
1.重点是通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系,理解p-V图象的物理意义,知道玻意耳定律的适用条件。
2.往往由于“状态”和“过程”分不清,造成抓不住头绪,不同过程间混淆不清的毛病,这是难点。
二、学习过程
?1.一定质量的气体保持温度不变,压强与体积的关系
实验前,请同学们思考以下问题:
①怎样保证气体的质量是一定的?
??②怎样保证气体的温度是一定的?
??(密封好;缓慢移活塞,筒不与手接触。)
??2.较精确的研究一定质量的气体温度保持不变,压强与体积的关系
??(1)介绍实验装置
??观察实验装置,并回答
??①研究哪部分气体?
??②欲使管中气体体积减小,压强增大,应怎样操作?
??③欲使管中气体体积增大,压强减小,应怎样操作?
??④实验过程中的恒温是什么温度?操作时应注意什么?)
??(2)实验数据采集
??压强单位:mmHg;体积表示:倍率法环境温度:室温大气压强:p0=mmHg

①管中气体体积减小时(基准体积为V)
顺序12345
体积V
……
压强

②管中气体体积增大时(基准体积为V′)
顺序12345
体积V′2V′3V′……
压强
??(3)实验结论
??实验数据表明:
??改用其他气体做这个实验,结果相同。
??3.玻意耳定律
??(1)定律内容表述之一
??
??数学表达式
????(2)定律内容表述之二
??
??数学表达式
???(3)用图象表述玻意耳定律
??纵轴代表气体的压强;
??横轴代表气体的体积;
??选取恰当的分度和单位。
??请学生讨论一下图线该是什么形状,并尝试把它画出来。(等温线)
??(4)关于玻意耳定律的讨论
??①图象平面上的一个点代表什么?曲线AB代表什么?线段AB代表什么?
??②pV=恒量一式中的恒量是普适恒量吗?
??
④在图8—1中,一定质量的气体,不同温度下的两条等温线,判断t1、t2的高低。
⑤画出p—图象,说明图线的形状,图线的斜率与温度的关系。

三、课堂小结
整理总结:

四、当堂检测
1、如图8—5所示,一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置,
金属圆板的上表面是水平的,下表面与水平面的夹角为θ,
圆板的质量为M,不计圆板与容器内壁间的摩擦。若大气
压强为P0,则被圆板封闭在容器中的气体压强等于
A、P0+Mgcosθ/SB、P0/cosθ+Mg/Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/SD、P0+Mg/S
2、一个气泡从水底升到水面上时,增大2倍,设水的密度为ρ=1×103Kg/m3,大气压强P0=1×105Pa,水底与水面温差不计,求水的深度。(g=10m/s2)

3、如图8—6所示,为一定质量的气体在不同温度下的两条p—图线。由图可知()
A、一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比
B、一定质量的气体在发生等温变化时,其p—图线的延长
线是经过坐标原点的
C、T1>T2
D、T1<T2
4、喷雾器筒内药液面上方有打气孔,可通过打气筒将外界空气压入筒内液面上方,使被封闭的空气压强增大。设喷雾器筒内上方的空气体积为1.5L,然后用打气筒缓慢向药液上方打气,每次打进1atm的空气0.25L,设打气过程中温度不变,要使喷雾器里的压强达到4atm,打气筒应打气次。

5、如图8—7所示,若气压式保温瓶内水面与出水口的距离为h时,密封空气体积为V,设水的密度为ρ,大气压强为P0,欲使水从出水口流出,瓶内空气压缩量(即体积减小量)△V至少为多少?(设瓶内弯曲管的容积不计,压水前管内无水,温度保持不变)

课后练习与提高
1、下列过程可能发生的是()
A、气体的温度变化,但压强、体积保持不变
B、气体的温度、压强保持不变,而体积发生变化
C、气体的温度保持不变,而压强、体积发生变化
D、气体的温度、压强、体积都发生变化
2、一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的n倍,则压强变为原来的倍
A、2nB、nC、1/nD、2/n
3、在温度均匀的水池中,有一空气泡从池底缓缓地向上浮起,在其上浮的过程中,泡内气体(可看成理想气体)()
A、内能减少,放出热量
B、内能增加,吸收热量
C、对外做功,同时吸热,内能不变
D、对外做的功等于吸收的热量
4、如图8—8所示,一定质量的气体由状态A变到状态B再变到状态C的过程,A、C两点在同一条双曲线上,则此变化过程中()
A、从A到B的过程温度升高
B、从B到C的过程温度升高
C、从A到C的过程温度先降低再升高
D、A、C两点的温度相等
5、如图8—9所示,两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中,管中有一段水银柱h1封闭一定质量的气体,这时管下端开口处内外水银面高度差为h2,若保持环境温度不变,当外界压强增大时,下列分析正确的是()
A、h2变长B、h2变短
C、h1上升D、h1下降

6、一个容积是10升的球,原来盛有1个大气压的空气,现在使球内气体压强变为5个大气压,应向球内打入升1个大气压的空气(设温度不变)
7、抽气机对某容器抽气,已知被抽容器的容积是抽气机最大活动容积的两倍,在按最大活动容积抽气2次后,容器中气体的压强变为原来的倍。

参考答案
[当堂达标]
1、D2、10m3、B、D4、185、△V≥ρghv/(ρ0+ρgh)
[课后练习]
1、C、D2、C3、C、D4、A、D5、D6、407、4/9

气体摩尔体积


一般给学生们上课之前,老师就早早地准备好了教案课件,大家静下心来写教案课件了。必须要写好了教案课件计划,未来的工作就会做得更好!你们会写一段优秀的教案课件吗?考虑到您的需要,小编特地编辑了“气体摩尔体积”,相信能对大家有所帮助。

第二节化学计量在实验中的应用—气体摩尔体积
【内容与解析】
本节课要学的内容影响物质体积的因素和气体摩尔体积的概念。指的是物质体积的取决于粒子数目、粒子大小和粒子之间的间距,并引入单位物质的量的气体所占有的体积即摩尔体积的概念。其核心是通过对影响物质体积的因素尤其是气体体积的因素的理解从抽象思维理解阿伏伽德罗定律和气体摩尔体积,理解它关键就是要要理解气体的体积是受温度、压强的影响的,温度越高,体积越大,压强越低,体积越小,当温度和压强相同时,粒子间的间距一定,相同数目的粒子所占体积相同。学生在初中物理已经学过气体体积和温度、压强之间的关系,在前一课时中已学了物质的量,,本节课的内容气体摩尔体积就是在此基础上的发展。由于它气体摩尔体积贯穿整个化学学科,所以在本学科有着关键性的作用,并有联系气体微观粒子和宏观物理量的作用,是本学科化学实验计算部分的核心内容。教学的重点是气体摩尔体积的概念及相关计算,解决重点的关键是要了解气体体积的影响因素以及气体摩尔体积通过物质的量与物质的质量、微粒粒子数建立起来的联系。
【教学目标与解析】
1.教学目标
(1)了解气体、液体和固体体积的影响因素,
(2)了解气体摩尔体积的概念;
(3)掌握气体摩尔体积与物质的量的关系,以及与相关物理量的转换。
2.目标解析
(1)了解气体、液体、固体体积的影响因素;理解阿伏伽德罗定律,就是指要了解决定气体、液体、固体体积的大小的因素分别有粒子数目、粒子大小和粒子间的距离,了解在一定温度和压强下,粒子数目相同的气体具有相同的体积。
(2)了解气体摩尔体积的概念;就是指要了解气体摩尔体积不是一个固定值,了解Vm的影响因素,概念、单位及计算公式。
(3)掌握气体摩尔体积与物质的量的关系,以及与相关物理量的转换。就是指要能应用气体摩尔体积、物质的量、摩尔质量等这些关系进行有关计算。
【问题诊断分析】
在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是忽视气体摩尔体积仅限于气体相关的计算,同时认为气体摩尔体积总是22.4L/mol,产生这一问题的原因是易混淆和不理解决定气体体积的因素和决定固体与液体体积的因素有区别,1mol的气体体积取决于粒子间距,而1mol固体或液体体积这个因素是可以忽略的,而气体粒子间距受温度和压强的影响发生改变,体积随之改变,气体摩尔体积也就会发生变化。要解决这一问题就要了解温度和压强两个因素和气体体积大小的关系,其中关键是从学生实际出发,采用贴近学生生活的实例来讲解温度和压强对气体体积的影响。
【教学支持条件分析】
在本节课气体摩尔体积的教学中,准备使用多媒体教学。因为使用多媒体,有利于使用相关图片和数据比较讲解影响物质体积的因素,以及温度和压强对气体体积的关系,使学生更容易理解。
【教学过程】
问题1:通过前一节的学习,我们将宏观质量与微观粒子联系在一起。那么,物质的体积与微观粒子之间存在什么关系呢?
设计意图:培养学生独立思考的能力。
(83—85)根据n=N/NA=m/M和m=ρV推导出N/NAM=ρV
师生活动:

问题2:观察和分析上述表格,你发现1mol固、液、气态物质的体积有什么特点?
设计意图:培养学生的观察和归纳能力。
师生活动:(1)1mol不同的固态或液态物质的体积不同。
(2)在相同状态下1mol气体的体积基本相同。
(3)1mol气体的体积比1mol不同的固态或液态物质的体积大得多。
(4)气体体积的计算给出了一定的条件。
问题3:为什么有上述规律?请你推测,决定固、液、气物质的体积的因素可能有哪些?
设计意图:培养学生的分析推理能力。
师生活动:决定物质体积大小有三个因素:①粒子数目②粒子大小③粒子间距。
例如:通常情况下1mol水体积约为18mL,加热至沸腾1molH2O(g)体积约为3.06×104mL,扩大约1700倍,在这个过程中粒子数目和粒子大小相同,只有粒子之间的间距变大了,所以体积也变大了。
对于气体,只要温度、压强相同,气体分子间的平均距离就相同,所以具有相同数目粒子或相同物质的量的任何气体一定具有相同的体积。在标准状况下1mol任何气体的体积都是22.4L。
问题4:什么是气体摩尔体积?
设计意图:概念的形成。
师生活动:定义:单位物质的量的气体所占的体积较气体摩尔体积。符号:Vm。
表达式:Vm=V/n(V为一定温度和压强下气体的体积,n为气体的物质的量)
单位:L/mol标准状况下,1mol任何气体的气体摩尔体积约为22.4L/mol
问题5:气体摩尔体积一定是22.4L/mol吗?
设计意图:了解Vm不是一个定值。
师生活动:根据表达式Vm=V/n可知,Vm受体积V的变化影响,而对于1mol任何气体来说,决定体积大小的主要因素是粒子间距,而温度和压强的改变粒子间距也会发生改变,所以只有在相同条件下,Vm才是一个定值,并且任何气体的Vm都相等,标况下Vm约为22.4L/mol。标准状况下的气体摩尔体积为22.4L。
问题6:对于气体,物质的量、粒子个数、质量、气体摩尔体积之间有什么联系?
设计意图:巩固概念,建立物理量之间的联系。
师生活动:n=N/NA=m/M=V/Vm
【课堂小结】
1、决定物质体积大小的因素;阿伏伽德罗定律
2、气体摩尔体积的概念。
3、气体摩尔体积和物质的量之间的关系。
【目标检测】
1、物质的量相同的两种气体,在相同条件下,它们必然()
A.具有相同数目的原子B.都占22.4L
C.具有相同数目的分子D.具有相同的摩尔质量
2、下列说法正确的是()
A.2gH2的体积为22.4LB.11.2LO2的质量为16g
C.标准状况下,22.4LH2O含6.02×1023个分子
D.22gCO2与标准状况下11.2L的HCl含有相同数目的分子
3、标准状况下,下列物质所占体积最大的是()
A.98gH2SO4B.6.02×1023个CO2C.44.8LHClD.6gH2
【配餐作业】
A组
1、同温同压下,两种气体的体积如果不同其主要原因是()
A.气体的分子大小不同B.气体分子间的平均距离不同
C.气体的物质的量不同D.气体的性质不同
2、下列叙述正确的是()
A.一定温度压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度压强下,气体体积由其物质的量的多少决定
C.气体摩尔体积是指1mol气体所占有的体积为22.4L
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
3、NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.在常温常压下,11.2L氯气含有的分子数为0.5NA
B.在常温常压下,1mol氦气含有的原子数为2NA
C.32g氧气所含原子数目为2NA
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B组
1、在23g某气体中含有3.01×1023个分子,则该气体的摩尔质量为()
A.23g/molB.60g/molC.46g/molD.92g/mol
2、在体积为V升的密闭容器中通入a摩NO和b摩O2.反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为()
3、如ag某气体中含有的分子数位b,则cg该气体在标准状况下的体积(L)为()
A22.4b/acNAB22.4ab/cNAC22.4ac/bNAD22.4bc/aNA
C组
1、有以下四种物质:①22g二氧化碳②8g氢气③1.02×1024个氮分子④4℃时18mL水。它们所含分子数最多的是,所含原子数最多的是,质量最大的是,所含电子数最多的是。(填序号)
2、标准状况下,112Ml某气体的质量为0.14g,则其摩尔质量为,相对分子质量为。
3、2molO3和3molO2的质量(填相等、不相等或无法判断);分子数之比为
;含氧原子的数目之比为;在相同条件下气体的体积比为。

八、气体的压强


一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,帮助教师掌握上课时的教学节奏。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面的内容是小编为大家整理的八、气体的压强,供您参考,希望能够帮助到大家。

八、气体的压强
教学目标:
1.了解气体分子运动的特点。
2.掌握我们所谈的气体的压强就是气体对容器器壁的压强。
3.掌握气体压强的微观意义。
重点、难点分析:
重点:
气体压强产生的原因,即气体压强的微观解释。
难点:
1.气体分子的运动特点;
2.气体压强产生的原因;
3.决定气体压强大小的因素。
课时安排:
1课时。
课前准备:
演示1:大针管、橡胶套
演示2:气球、打气筒
演示3:弹簧秤、托盘、细线、水槽、小弹珠
演示4:烧瓶、软管、玻璃管、微小压强计、酒精灯、火柴
演示5:微小压强计、大针管
教学过程:
引入新课
提问:分子间作用力的特点如何?气体分子间作用力的特点如何?
答:分子间同时存在着引力和斥力,随着分子间距离的增大,分子间引力和斥力都将减小。气体分子间距约为平衡距离r0的10倍,分子间引力和斥力减小到几乎为零。
提出:本节开始研究气体的性质,现在我们学习气体的压强。
板书:八、气体的压强
进行新课
板书:1.气体分子运动的特点
演示:利用大针管封闭一段气体,压缩活塞做气体压缩演示。
板书:(1)气体很容易被压缩说明气体分子间有很大的空隙。
演示:用手捏一个气球,改变气球的形状,引导学生了解容器形状的改变表明了气体的形状也随之改变,并提问学生这说明了什么,是什么原因造成的。
板书:(2)气体能够充满整个容器,气体分子可以自由地运动。气体既没有一定的体积,也没有一定的形状。
指导阅读:课本第111面的《阅读材料——气体分子的速率和统计规律》
板书:(3)气体分子运动的速率很大,气体分子的速率分布呈“正态分布”。
演示:压缩大针管活塞冲开橡胶塞。
板书:(4)气体的压强:气体对容器的器壁有压强。单位:帕斯卡(Pa)
提问:气体分子对容器壁的压强是怎样产生的?
举例:(1)击打球,如篮球、足球、排球,能感到运动的球对身体的压力作用。
(2)大风天气,扬起的灰尘吹在脸上,有被“打”痛的感觉。
演示3:小弹珠持续打击托盘对托盘产生了压强。
结论:气体的压强就是大量的气体分子频繁地与器壁发生碰撞的结果。
板书:2.气体压强的微观意义
板书:(1)产生原因:大量的气体分子频繁地与器壁发生碰撞。
板书:(2)气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。
演示4:加热气体,温度升高,压强增大。
演示5:压缩气体,压强增大。
板书:3.影响气体压强的因素
板书:(1)微观——气体分子的平均动能和分子的密集程度。
板书:(2)宏观——气体温度和体积。
小结:本节课知识及重点内容。
随堂练习:
1.关于密闭容器中气体的压强,下列说法中正确的是:
A.是由气体的重力而产生的;
B.是大量气体分子与器壁发生频繁的碰撞而产生的;
C.一定质量的气体的压强与气体的温度有关而与体积无关;
D.平均动能大的气体分子产生的压强一定大。
2.关于大气压强,下列说法正确的是:
A.是由大气的重力而产生的;
B.是大量气体分子与器壁频繁地发生碰撞而产生的;
C.随着高度的增加大气压强增大;
D.随着高度的增加大气压强减小。

气体分子动理论


教学目标

知识目标
1、知道气体分子运动的特点.
2、知道分子沿各个方向运动的机会均等,分子速率按一定规律分布,这种规律是一种统计规律.
3、知道气体压强的微观解释以及气体实验定律的微观解释.

能力目标
通过用微观解释宏观,提出统计规律,渗透统计观点,以提高学生分析、综合、归纳能力.

情感目标
通过对气体分子定律以及气体实验定律的微观解释,尤其是统计规律的渗透,让学生体会其在科学研究中的作用.培养学生树立科学的探究精神.

教学建议
用微观的方法解释宏观现象,对学生来说,这是第一次接触,应从实际出发,通过模拟和举例来帮助学生理解统计规律的意义.理解气体压强的产生并解释气体的实验定律是本节的重要内容,也是提高学生分析、综合、归纳能力的有效途径.

教学设计示例

(一)教学总体设计

1、教师应借助物理规律和课件展示,准确讲解,注意启发点拨,以学生自己讨论归纳.

2、学生应积极思考、认真观察、参与讨论、总结规律、解释现象.

教师通过动画模拟引入微观对宏观的解释、渗透统计思维,指导学生观察动画、分析特点,总结统计规律,解释有关现象.

(二)重点·难点·疑点及解决办法

1、重点:气体压强的产生和气体实验定律的微观解释.

2、难点:用统计的方法分析气体分子运动的特点.

3、疑点

(1)气体分子运动与固体、液体分子运动有什么区别.

(2)气体的压强是怎样产生的?它的大小由什么因素决定.

4、解决办法

用小球模拟分子碰撞器壁,联系实际,从实例出发理解气体压强的产生机理,并分析影响气体压强的因素.

(三)教学过程

1、气体分子运动特点(条件允许,可以播放动画进行模拟演示)

在教师引导下得出结论:

①气体分子间距较大

②气体分子充满整个容器空间

③气体分子运动频繁碰撞

④气体分子向各个方向运动的机会均等

分析气体分子运动特点及联系实验得出:

①气体分子间距大,作用力小(可认为没有),所以气体没有一定的形态和体积(由容器决定).

②分子沿各个方向运动的机会均等.

③速率分布是中间大两头小的规律.其速率分布与分子数的关系如图所示.

2、气体压强的微观解释

大量气体分子对器壁频繁碰撞,就对器壁产生一个持续的均匀的压强.器壁单位面积上受到的压力,就是气体的压强.

例如:雨滴撞击雨伞的例子.

再比如:用一小把针刺手心,当针刺的频率很高时,手心的感觉就不是痛一下,而是成为一种连续的均匀的痛感了.

气体的压强与气体的密度和气体分子的平均功能有关.经过实验和理论计算得出:

为气体单位体积内的分子数,E为气体分子的平均动能.

3、对气体实验定律的微观解释

(1)玻意耳定律

(2)查理定律

(3)盖·吕萨克定律

4、总结、扩展

(1)气体分子运动有什么特点?

(2)气体的压强是怎样产生的?它的大小由什么因素决定?

(3)怎样从微观的方法解释气体三实验定律?

5、板书设计

五、气体分子动理论

1、气体分子运动特点

2、对气体压强的微观解释

3、对气体实验定律的微观解释

教学设计示例参考

气体实验定律的微观解释

一、教学目标

1、知识目标:

(1)能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义,并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系.

(2)能用气体分子动理论解释三个气体实验定律.

2、能力目标:通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象,培养学生的微观想象能力和逻辑推理能力,并渗透“统计物理”的思维方法.

3、情感目标:通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析,对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法.

二、重点、难点分析

1、用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点,它是本节课的核心内容.

2、气体压强的微观意义是本节课的难点,因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想象力.

三、教具

计算机控制的大屏幕显示仪;自制的显示气体压强微观解释的计算机软件.

四、主要教学过程

(一)引入新课

先设问:气体分子运动的特点有哪些?

答案:特点是:(1)气体间的距离较大,分子间的相互作用力十分微弱,可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用,每个分子都可以在空间自由移动,一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间.(2)分子间的碰撞频繁,这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞.气体通过这种碰撞可传递能量,其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的,这就是杂乱无章的气体分子热运动.(3)从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等,因此对大量分子而言,在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的.(4)大量气体分子的速率是按一定规律分布,呈“中间多,两头少”的分布规律,且这个分布状态与温度有关,温度升高时,平均速率会增大.

今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律.

(二)教学过程设计

1、关于气体压强微观解释的教学

首先通过设问和讨论建立反映气体宏观物理状态的温度(T)、体积(V)与反映气体分子运动的微观状态物理量间的联系:
温度是分子热运动平均动能的标志,对确定的气体而言,温度与分子运动的平均速率有关,温度越高,反映气体分子热运动的平均速率()越大.

体积影响到分子密度(即单位体积内的分子数),对确定的一定质量的理想气体而言,分子总数N是一定的,当体积为V时,单位体积内的分子数与体积V成反比,即体积越大时,反映气体分子的密度n越小.

然后再设问:气体压强大小反映了气体分子运动的哪些特征呢?

这应从气体对容器器壁压强产生的机制来分析.

先让学生看用计算机模拟气体分子运动撞击器壁产生压强的机制:

首先用计算机软件在大屏幕上显示出如图1所示的图形:

向同学介绍:如图所示是一个一端用活塞(此时表示活塞部分的线条闪烁3~5次)封闭的气缸,活塞用一弹簧与一固定物相连,活塞与气缸壁摩擦不计,当气缸内为真空时,弹簧长为原长.如果在气缸内密封了一定质量的理想气体.由于在任一时刻气体分子向各方向上运动的分子数相等,为简化问题,我们仅讨论向活塞方向运动的分子.大屏幕上显示图2,即图中显示的仅为总分子数的,(图中显示的“分子”暂呈静态)先看其中一个(图2中涂黑的“分子”闪烁2~3次)分子与活塞碰撞情况,(图2中涂黑的“分子”与活塞碰撞且以原速率反弹回来,活塞也随之颤抖一下,这样反复演示3~5次)再看大量分子运动时与活塞的碰撞情况:

大屏幕上显示“分子”都向活塞方向运动,对活塞连续不断地碰撞,碰后的“分子”反弹回来,有的返回途中与别的“分子”相撞后改变方向,有的与活塞对面器壁相碰改变方向,但都只显示垂直于活塞表面的运动状态,而活塞被挤后有一个小的位移,且相对稳定,如图3所示的一个动态画面.时间上要显示15~30秒定格一次,再动态显示15~30秒,再定格.

得出结论:由此可见气体对容器壁的压强是大量分子对器壁连续不断地碰撞所产生的.

进一步分析:若每个分子的质量为m,平均速率为v,分子与活塞的碰撞是完全弹性碰撞,则在这一分子与活塞碰撞中,该分子的动量变化为2mv,即受的冲量为2mv,根据牛顿第三定律,该分子对活塞的冲量也是2mv,那么在一段时间内大量分子与活塞碰撞多少次,活塞受到的总冲量就是2mv的多少倍,单位时间内受到的总冲量就是压力,而单位面积上受到的压力就是压强.由此可推出:气体压强一方面与每次碰撞的平均冲量2mv有关,另一方面与单位时间内单位面积受到的碰撞次数有关.对确定的一定质量的理想气体而言,每次碰撞的平均冲量,2mv由平均速率v有关,v越大则平均冲量就越大,而单位时间内单位面积上碰撞的次数既与分子密度n有关,又与分子的平均速率有关,分子密度n越大,v也越大,则碰撞次数就越多,因此从气体分子动理论的观点看,气体压强的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同决定,n越大,v也越大,则压强就越大.

2、用气体分子动理论解释实验三定律

(1)教师引导、示范,以解释玻意耳定律为例教会学生用气体分子动理论解释实验定律的基本思维方法和简易符号表述形式.

范例:用气体分子动理论解释玻意耳定律.

一定质量(m)的理想气体,其分子总数(N)是一个定值,当温度(T)保持不变时,则分子的平均速率(v)也保持不变,当其体积(V)增大几倍时,则单位体积内的分子数(n)变为原来的几分之一,因此气体的压强也减为原来的几分之一;反之若体积减小为原来的几分之一,则压强增大几倍,即压强与体积成反比.这就是玻意耳定律.

书面符号简易表述方式:

小结:基本思维方法(详细文字表述格式)是:依据描述气体状态的宏观物理量(m、p、V、T)与表示气体分子运动状态的微观物理量(N、n、v)间的相关关系,从气体实验定律成立的条件所述的宏观物理量(如m一定和T不变)推出相关不变的微观物理量(如N一定和v不变),再根据宏观自变量(如V)的变化推出有关的微观量(如n)的变化,再依据推出的有关微观量(如v和n)的变与不变的情况推出宏观因变量(如p)的变化情况,结论是否与实验定律的结论相吻合.若吻合则实验定律得到了微观解释.

(2)让学生体验上述思维方法:每个人都独立地用书面详细文字叙述和用符号简易表述的方法来对查理定律进行微观解释,然后由平时物理成绩较好的学生口述,与下面正确答案核对.

书面或口头叙述为:一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的,体积(V)保持不变时,其单位体积内的分子数(n)也保持不变,当温度(T)升高时,其分子运动的平均速率(v)也增大,则气体压强(p)也增大;反之当温度(T)降低时,气体压强(p)也减小.这与查理定律的结论一致.

用符号简易表示为:

(3)让学生再次练习,用气体分子动理论解释盖·吕萨克定律.再用更短的时间让学生练习详细表述和符号表示,然后让物理成绩为中等的或较差的学生口述自己的练习,与下面标准答案核对.

一定质量(m)的理想气体的总分子数(N)是一定的,要保持压强(p)不变,当温度(T)升高时,全体分子运动的平均速率v会增加,那么单位体积内的分子数(n)一定要减小(否则压强不可能不变),因此气体体积(V)一定增大;反之当温度降低时,同理可推出气体体积一定减小.这与盖·吕萨克定律的结论是一致的.

用符号简易表示为:

(三)课堂小结

1、本节课我们首先明确了气体状态参量与相关的气体分子运动的微观物理量间的关系着重从气体分子动理论的观点认识到气体对容器壁的压强是大量分子连续不断地对器壁碰撞产生的,且由分子的平均速率和分子密度共同决定其大小.

2、本节课我们重点学习了用气体分子动理论的观点来解释气体三个实验定律的方法.

五、说明

1、本节课设计用计算机模拟气体分子对器壁碰撞而产生压强是为了使学生有一点感性认识,帮助学生想象,其中有两点需要说明,一是弹簧的形变(活塞的位移)说明活塞受到了压力,二是图中所示的“分子”数只是示意图,其“大量”的含义是无法(也没必要)用具体图形表示.

2、本节课用气体分子动理论解释实验定律的侧重点在于教会学生“解释”的方法,它是一种从宏观到微观,又由微观到宏观的有序而又严密的推理.因此对三个定律解释方式是先教师示范,讲清方法,再让学生独立思考,自行体验,最后反复练习,熟练掌握.既采用详细表述又用符号简易表示,其目的也是为了训练学生既严密又简练的逻辑思维.

3、由于温度只是气体分子平均动能的标志,它与分子平均速率v只能推出定性的相关关系,中学阶段无法得到定量的相关关系,因此对查理定律和盖·吕萨克定律也只能进行定性解释,不能定量的推出正比关系.