取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。
??既然分子势能的大小与分子间距离有关，那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体，它的体积变化，直接反映了分子间的距离，也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。 ??3．物体的内能
??（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体
都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。
??提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？
??根据学生的回答，引导到一个确定的物体，分子总数是固定的，那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。
??课堂讨论题：下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。 ??①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。
??②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。 ??③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。
??（2）物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时
还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能。
??提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气，当汽车以 60km/h行驶起来后，气瓶内氧气的内能是否增加？ ??通过此问题，让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，而不是分子定向移动的动能。另一方面，物体机械能增加，内能不一定增加。 ??
??课上练习：
??1．判断下面各结论是否正确？
??（1）温度高的物体，内能不一定大。
??（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。 ??（3）内能大的物体，温度一定高。 ??（4）内能相同的物体，温度一定相同。 ??答案：（1）、（2）是对的。
??2．在标准大气压下，100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程，下面的说法是
否正确？
??（1）分子热运动的平均动能不变，因而物体的内能不变。 ??（2）分子的平均动能增加，因而物体的内能增加。 ? 答案：以上结论都不对。 ??（三）课堂小结
??（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能。
要知道这三个概念的确切含义，更为重要的是能够区分温度、内能、热量，知道内能与机械能的区别和联系。
??（2）要掌握三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作
用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系。 ??（四）说明
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??这节课是概念性很强的课，又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义，并且要通过实际例题，让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。
第八章1、气体的等温变化 玻意耳定律
??
??一、教学目标
??1．在物理知识方面要求： ??（1）知道什么是等温变化；
??（2）知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用
条件。
??（3）理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义； ??（4）知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释； ??（5）会用玻意耳定律计算有关的问题。
??2．通过对演示实验的研究，培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能
力。
??3．渗透物理学研究方法的教育：当需要研究两个以上物理量间的关系时，先保持某
个或某几个物理量不变，从最简单的情况开始研究，得出某些规律，然后再进一步研究所涉及的各个物理量间的关系。 ??二、重点、难点分析
??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．学生往往由于“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。在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。
三、教具
??1．定性演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系
橡皮膜（或气球皮）、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约25cm左右）、与筒径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块。
2．较精确地演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系实验仪器。 ? 四、主要教学过程 ??（一）引入新课
??对照牛顿第二定律的研究过程先m一定，a∝F；再F一定，a∝
现在我们利用这种控制条件的研究方法，研究气体状态参量之间的关系。 ??（二）教学过程设计
??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 A管中气体体积怎样表示？（l·S）
??③ 阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？（p0）
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??④欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表达式（p=p0+h）。
??⑤ 欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的
表达式（p=p0-h）。
??⑥ 实验过程中的恒温是什么温度？为保证A管中气体的温度恒定，在操作B管时应
注意什么？（缓慢） ??（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 A管中气体体积减小时(基准体积为V) 顺序 1 2 3 4 5 体积 压强
② A管中气体体积增大时(基准体积为V′) 顺1 2 3 序 体V′ 2V′ 3V′ 积 压 强 V ? ? 4 ? 5 ?
??（3）实验结论 ??实验数据表明：
??一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积缩小到原来的几分之一，它的压强就增大到原来的几倍；
??一定质量的气体，在温度不变的条件下，体积增大到原来的几倍，它的压强就减小为原来的几分之一。
??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
??一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。 ??数学表达式
??设初态体积为V1，压强为p1；末态体积为V2，压强为p2。有 ??
? p1V1=p2V2 ??（2）定律内容表述之二
??一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积的乘积是不变的。 ??数学表达式 ??pV=恒量
??（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。
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??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？ ??② pV=恒量一式中的恒量是普适恒量吗？ ??引导学生作出一定质量的气体，在不同温度下的几条等温线，比较后由学生得出结论：恒量随温度升高而增大。 ??③下面的数据说明什么？ ??一定质量的氦气
压强 1atm 500atm 1000 atm 333实测1m 1.36/500m 2.068 5/1 000m 体积 33计算 1/500m 1/1 000m 体积
??玻意耳定律的适用条件：压强不太大（和大气压比较）、温度不太低（和室温比较）的任何气体。
??④ 你能推导出用密度形式表达的玻意耳定律吗？ ??⑤ 你能用分子动理论对玻意耳定律作出解释吗？
5
??例题 某个容器的容积是10L，所装气体的压强是20×10Pa。如果温度保持不变，
5
把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是1.0×10Pa。 ??
??解 设容器原装气体为研究对象。
5
??初态 p1=20×10Pa ??V1=10L ??T1=T
5
??末态 p2=1.0×10Pa ??V2=？L ??T2=T
??由玻意耳定律 p1V1=p2V2得 ?? ??即剩下的气体为原来的5％。
??题后话：就容器而言，里面气体质量变了，似乎是变质量问题了，但若视容器中气体出而不走，就又是质量不变了。 ??（三）课堂小结
??1．一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。 ??2．玻意耳定律可以用p-V图线表示。
??3．玻意耳定律是实验定律，不论什么气体，只要符合压强不太大（和大气压比较）、
温度不太低（和室温比较）的条件，都近似地符合这个定律。 ?
2、气体的等容变化和等压变化??
??一、教学目标
??1．物理知识要求：
??（1）知道什么是气体的等容变化过程；
??（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义； ??（3）知道查理定律的适用条件；
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??（4）会用分子动理论解释查理定律。
??2．通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力。
??3．培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律。 ??二、重点、难点分析
??1．查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点。
??2．气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、
气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆。 ??三、教具
??1．引入新课的演示实验
??带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置。
??2．演示一定质量的气体保持体积不变时，压强与温度的关系
??查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器。 ??四、主要教学过程 ??（一）引入新课
??我们先来看一个演示实验： ??滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力。
??这个实验告诉我们：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小。 ??请学生举一些生活中的实例。
??下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变，气体的压强随温度变化的规律。 ??（二）教学过程设计 ??1．气体的等容变化
??结合演示实验的分析，引导学生得出：
??气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化，也叫做等容变化。 ??2．一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究 ??（1）实验装置——查理定律演示器 ??请学生观察实物。
??请学生结合实物演示，弄明白如下问题： ??①研究对象在哪儿？
??② 当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化？ ??③ 当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化？ ??④怎样保证瓶中气体的体积不变？ ??⑤瓶中气体的压强怎样表示？（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B管中水银面比A管中水银面高时） ??
??（2）用气压计测量大气压强 ??p0= mmHg
??（注意水银气压计的读数方法。） ??请两位学生读出当时的大气压强值。
??（3）实验条件：一定质量的气体、一定的气体体积 ??请学生讨论：怎样保证实验条件？
??① 烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计B管连接处密封好。 ??② 使水银压强计的A管水银面与B管水银面一样高，并将B管水银面的位置记下来。（室温）
??（4）实验过程
??① 将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入。（请学生估测发生的
现象）
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