《2019-2020年高中物理 《飽和蒸汽 空氣的濕度》教案 粵教版選修3-3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 《飽和蒸汽 空氣的濕度》教案 粵教版選修3-3（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 2019-2020年高中物理《飽和蒸汽空氣的濕度》教案粵教版選修3-3 （一）教學(xué)目的 1. 理解什么是液體和蒸汽之間的動(dòng)態(tài)平衡. 2. 知道什么是飽和汽. 3. 了解飽和汽壓的概念.知道溫度不變時(shí)飽和汽壓不隨體積變化.4．了解空氣濕度的概念，知道絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度 （二）教具水銀,水銀槽,長(zhǎng)玻璃管,乙醚,彎曲的滴管,裝有水銀的深容器. （三）教學(xué)過程: ?引入新課裝在敞口容器里的液體,蒸發(fā)出來的汽分子能夠分散到周圍空間里去,所以過一段時(shí)間液體會(huì)全部蒸發(fā)完．盛在密閉容器里的液體,即使過很長(zhǎng)時(shí)間,也不會(huì)蒸發(fā)完,這是什么原因呢？要回答這個(gè)問題就要先知道什么是飽和汽和什

2、么是未飽和汽. ?進(jìn)行新課 【板書】一、飽和汽和未飽和汽 圖1 啟發(fā)分析:同學(xué)們已經(jīng)知道,蒸發(fā)是液體分子飛出液面成為汽分子的過程,飛出液面的分子在液面上方做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)有一部分重新撞回液體內(nèi),而被撞回分子的多少,是跟液面上的汽的密度有關(guān)的.同樣,在容器中的液面上同時(shí)進(jìn)行著兩種相反的過程：一方面分子從液面飛出來,另一方面液面上的汽分子又撞到液面上,會(huì)回到液體中去,如圖1所示.在密閉的容器中,隨著液體的不斷蒸發(fā),液面上汽的密度不斷增大,回到液體中分子數(shù)也逐漸增多．最后,當(dāng)汽分子的密度增大到一定程度時(shí),就會(huì)達(dá)到這樣的狀態(tài)：在單位時(shí)間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從波面飛出去的分子數(shù)．這時(shí)汽的密

3、度不再增大,液體不再減少,液體和汽之間達(dá)到了平衡狀態(tài),這種平衡叫做動(dòng)態(tài)平衡． 【板書】跟液體處于動(dòng)態(tài)平衡的汽叫做飽和汽，沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的汽叫做未飽和汽. 1. 在一定溫度下，飽和汽的密度是一定的，未飽和汽的密度小于飽和汽的密度. 2. 飽和汽的密度隨溫度的升高而增大. 飽和汽的密度要隨溫度改變而改變.由于溫度升高,液體分子平均動(dòng)能增大,單位時(shí)間里從液體飛出的分子數(shù)增多,原來的動(dòng)態(tài)平衡要被破壞,液體就要繼續(xù)蒸發(fā),汽的密度繼續(xù)增大. 直到達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡為止. 【板書】二、飽和汽壓 演示】用如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量飽和汽的壓強(qiáng).把兩根裝滿水銀的細(xì)長(zhǎng)玻璃管倒立在水銀槽中.a管做氣

4、壓計(jì)?用彎曲的滴管向b管中注入一些乙醚，乙醚的密度比水銀 圖2 小，便浮到水銀面上，并在水銀面上方的真空中蒸發(fā)，同時(shí)b管中的水銀面開始下降?當(dāng)乙醚的密度達(dá)到飽和時(shí)，水銀面上還剩一點(diǎn)乙醚,b管中的水銀面就穩(wěn)定在一定的高度不再下降，a、b兩管中水銀面的高度差h就表示乙醚飽和汽壓的大小. 【板書】飽和汽所具有的壓強(qiáng)叫做這種液體的飽和汽壓. 啟發(fā)思考:飽和汽壓和哪些因素有關(guān)? ［板書】1.飽和汽壓和液體的種類有關(guān) 實(shí)驗(yàn)表明，在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的.揮發(fā)性大的液體，飽和汽壓大.例如20時(shí)，乙醚的飽和汽壓為，水為.水銀 的飽和汽壓很小，20時(shí)僅為，所以水銀氣壓計(jì)水銀柱

5、上方的空間可以認(rèn)為是真空. ［板書】2飽和汽壓和溫度有關(guān) 【演示】用熱毛巾包住有乙醚的玻璃管，水銀柱下降. 實(shí)驗(yàn)表明，飽和汽壓隨溫度的升高而增大.這是因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，液體里能量較大的分子增多，單位時(shí)間內(nèi)從液面飛出的分子也增多，致使飽和汽的密度增大，同時(shí)汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也增大，這也導(dǎo)致飽和汽壓增大. 【板書】3.飽和汽壓跟體積無關(guān) 【演示】飽和汽壓跟體積無關(guān)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示. 圖3 實(shí)驗(yàn)還表明，在溫度不變的情況下，飽和汽的壓強(qiáng)不隨體積而變化．其原因是，當(dāng)體積增大時(shí)，容器中汽的密度減小，原來的飽和汽變成了未飽和汽，于是液體繼續(xù)蒸發(fā)，直到未飽和汽成為飽和汽為止．由于溫度沒有改

6、變，飽和汽的密度跟原來的一樣，汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也跟原來一樣，所以壓強(qiáng)不改變．體積減小時(shí)，容器中汽的密度增大，回到液體中的分子數(shù)多于從液面飛出的分子數(shù)，于是一部分汽變成液體，直到汽的密度減小到等于該溫度下飽和汽的密度為止．由于溫度跟原來相同，飽和汽密度不變，汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也跟原來相同，所以壓強(qiáng)也不改變. ［板書】三、空氣的濕度 所謂空氣的濕度，就是空氣的潮濕程度.通?？諝獾臐穸扔钟薪^對(duì)濕度和相對(duì)濕度之分. ［板書】1.絕對(duì)濕度 空氣的濕度可以用空氣中所含水蒸氣的密度，即單位體積的空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量來表示.由于直接測(cè)量空氣中水蒸氣的密度比較困難，而水蒸氣的壓強(qiáng)隨水蒸氣的密

7、度的增大而增大，所以通常用空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)來表示空氣的濕度，這就是空氣的絕對(duì)濕度. ［板書】空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)叫做空氣的絕對(duì)濕度. ［板書】2.相對(duì)濕度 實(shí)際上，水蒸發(fā)的快慢、動(dòng)物感覺到的干燥或濕潤(rùn)，不是完全由空氣的絕對(duì)濕度的大小決定的，而是跟空氣中的水蒸氣離飽和狀態(tài)的遠(yuǎn)近有關(guān)系.為了表示空氣中水蒸氣離飽和狀態(tài)的遠(yuǎn)近，物理學(xué)中引入了相對(duì)濕度的概念. ［板書】某溫度時(shí)空氣的絕對(duì)濕度跟同一溫度下水的飽和汽壓的百分比叫做這時(shí)空氣的相對(duì)濕度. 相對(duì)濕度用數(shù)學(xué)式可表示為 【板書】 上式中B表示空氣的相對(duì)濕度，P表示空氣的絕對(duì)濕度，表示同一溫度下水的飽和汽壓. 空氣的絕對(duì)濕度不變時(shí)，溫度

8、降低，空氣的相對(duì)濕度就增大.因?yàn)樗娘柡推麎弘S溫度的降低而減小.在住人的房間里，相對(duì)濕度為60%—70%比較適宜. ［板書】3、露點(diǎn) 空氣的絕對(duì)濕度不變，當(dāng)氣溫降低時(shí)，空氣中未飽和的水蒸氣將逐漸接近飽和.當(dāng)氣溫降低到某一溫度時(shí)，水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，這時(shí)水蒸氣將凝結(jié)成水 ［板書】使空氣里的水蒸氣剛好達(dá)到飽和時(shí)的溫度叫做露點(diǎn) 露點(diǎn)溫度時(shí)水的飽和汽壓就是空氣的絕對(duì)濕度，查得當(dāng)時(shí)氣溫下的水的飽和汽壓，就可求得當(dāng)時(shí)的空氣的相對(duì)濕度.因此根據(jù)露點(diǎn)和氣溫的差值，可以大致判斷出空氣的相對(duì)濕度. 【板書】露點(diǎn)的測(cè)定 露點(diǎn)可以用圖13-22所示的裝置來測(cè)定.光亮的不銹鋼杯里裝入半杯水,用泡沫塑料杯蓋蓋

9、嚴(yán)?杯蓋上分別插入溫度計(jì)A（溫度計(jì)的下端不與水接觸）和兩根彎曲的玻璃管B、C.管C的一端插在水中,另一端接打氣球.管B是出氣用的.逐漸加入少量的碎冰使水 溫慢慢下降,并用打氣球向杯里打氣,水迅速蒸發(fā),杯子和周圍圖13-22 空氣的溫度降低.當(dāng)降低到某一溫度時(shí),杯子周圍空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和,會(huì)在光亮的杯 壁上出現(xiàn)一層露珠,這時(shí)溫度計(jì)指示的溫度就是露點(diǎn). ［板書】4、濕度計(jì) 空氣的濕度可以用濕度計(jì)來測(cè)量.實(shí)驗(yàn)室、家庭常用的濕度計(jì)是干濕泡濕度計(jì),它是由兩只完全相同的溫度計(jì)構(gòu)成的,其中一只溫度計(jì)感溫泡裸露在空氣中用于測(cè)氣溫,另一只溫度計(jì)的感溫泡上包著棉紗,棉紗的下端浸在水中.由于水的蒸發(fā)濕

10、泡溫度計(jì)的溫度總是低于氣溫,根據(jù)兩只溫度計(jì)的讀數(shù),從表或曲線上很快就可以得出空氣的相對(duì)濕度. ?鞏固練習(xí)用露點(diǎn)計(jì)測(cè)得露點(diǎn)為17°C，求空氣的絕對(duì)濕度？若當(dāng)時(shí)的氣溫為25°C，那么空氣的相 對(duì)濕度是多少？ 由課本101頁(yè)的表中可查得17C時(shí)水的飽和汽壓為1.937XPa,表明空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)為，即空氣的絕對(duì)濕度為p=1.937XPa. 又從該表中查得25C時(shí)水的飽和汽壓為3.167XPa，貝V：B=X100%=X100%=61%,即空氣的相對(duì)濕度是61%. 引導(dǎo)學(xué)生小結(jié):在有液體存在時(shí),只要液體和汽的溫度不變,無論飽和汽的體積增加 還是減小,飽和汽的壓強(qiáng)并不改變.即某種液體的飽和汽

11、壓只和溫度有關(guān),和它的體積無關(guān). 教師總結(jié):1.飽和汽不遵守氣體的實(shí)驗(yàn)定律. 飽和汽的壓強(qiáng)跟體積沒有關(guān)系,飽和汽的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系也不是線性的.可見飽和汽不遵守氣體的實(shí)驗(yàn)定律,也就是說,理想氣體定律對(duì)飽和汽完全不適用. 2. 當(dāng)飽和汽體積變化時(shí),汽的質(zhì)量是要變化的. 3. 飽和汽壓的大小不因有其它氣體存在而有所改變. 4. 未飽和汽近似地遵守理想氣體定律． ?鞏固練習(xí) 解釋下面的現(xiàn)象:密閉容器中裝有少量乙醚,當(dāng)容器的溫度升高時(shí),液態(tài)乙醚逐漸減少;容器升高到一定溫度時(shí),液態(tài)乙醚消失;容器冷卻時(shí),容器中又重新出現(xiàn)液態(tài)乙醚. ?作業(yè) 1. 復(fù)習(xí)本節(jié)課文. 2. 試回答下列問題:

12、 (1) 什么叫飽和汽? (2) 什么叫未飽和汽? (3) 飽和汽壓跟溫度有什么關(guān)系?跟體積有什么關(guān)系? (四) 說明 1.飽和汽的知識(shí)是理解空氣濕度和露點(diǎn)等知識(shí)的基礎(chǔ).在引導(dǎo)學(xué)生理解飽和汽的概念時(shí),關(guān)鍵在于使學(xué)生正確理解動(dòng)態(tài)平衡的含義.要注意糾正那種認(rèn)為“汽和液達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí),液體就不再蒸發(fā)了,所以液體才不再減少,液面上方汽的密度液不再增加”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí). 2.關(guān)于飽和汽壓及影響飽和汽壓大小的因素,最好由實(shí)驗(yàn)得出，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí). (五) 參考資料 過飽和汽在通常的情況下,當(dāng)溫度降低到使未飽和汽變?yōu)轱柡推麜r(shí)蒸氣就要凝結(jié)為 液體.這是因?yàn)橐话阏羝卸己袎m埃和雜質(zhì),成為蒸氣凝

13、結(jié)的凝結(jié)核.對(duì)于純凈的蒸氣,即使溫度降低到使它超過飽和的程度.蒸氣液不會(huì)凝結(jié)為液體,這種超過飽和汽密度而仍不液化的蒸氣,叫做過飽和汽.過飽和汽液是不穩(wěn)定,如果其中有凝結(jié)核出現(xiàn),就會(huì)發(fā)生凝結(jié),使蒸氣回到飽和狀態(tài).在原子核物理研究中觀測(cè)微觀粒子徑跡的儀器“威爾遜云室”就利用了過飽和汽. 2019-2020年高中物理《驗(yàn)證玻意耳定律》教案滬科版選修3-3 一、教學(xué)目標(biāo) 1．通過實(shí)驗(yàn)證明：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)和體積成反比或壓強(qiáng)和體積的乘積為一常量． 2．通過實(shí)驗(yàn)了解氣體狀態(tài)參量的測(cè)量方法，學(xué)習(xí)計(jì)算封閉容器中氣體的壓強(qiáng)． 3．培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣． 二、重點(diǎn)

14、、難點(diǎn)分析 1．本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生必須明確驗(yàn)證什么、依據(jù)是什么、使用什么設(shè)備、實(shí)驗(yàn)怎么做．所以實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)． 到活塞和固定在它上面的框架的壓力作用的同時(shí)，還受到我們施加的拉力或壓力的作用，這些力的合力是F.對(duì)于這一點(diǎn)，也經(jīng)常出問題. 3．由于學(xué)生缺乏操作經(jīng)驗(yàn)，靠自測(cè)判斷豎直方向，再加上實(shí)驗(yàn)器材本身的質(zhì)量問題，注射器或?qū)嶒?yàn)器豎直難于保證. 三、實(shí)驗(yàn)器材 1. 框架和100g鉤碼若干；測(cè)力計(jì)；鐵架臺(tái)及鐵夾；水銀氣壓計(jì)(共用)；帶刻度的注射器(5mL)；刻度尺. 2. 若使用帶有長(zhǎng)度刻度的注射器型的“玻意耳定律實(shí)驗(yàn)器”做本實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)將刻度尺換為

15、游標(biāo)卡尺. 四、主要教學(xué)過程 1.明確實(shí)驗(yàn)原理 (1) 掌握實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的公式pV=常量； ① pO表示實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓強(qiáng)； ② S表示活塞的橫截面積； ③ F表示封閉氣體所受的合力； 會(huì)運(yùn)用此公式計(jì)算封閉氣體的壓強(qiáng). (3)知道本實(shí)驗(yàn)應(yīng)滿足的條件： ① 等溫過程t=常量； ② 研究對(duì)象即封閉氣體的質(zhì)量不變. 2.實(shí)驗(yàn)器材 1）認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)器材． （2）了解水銀氣壓計(jì)的構(gòu)造，知道使用方法． （3）通過實(shí)物觀察，了解注射器與玻意耳定律實(shí)驗(yàn)器上的刻度的區(qū)別3．實(shí)驗(yàn)步驟 （1）用測(cè)力計(jì)稱出活塞和框架所受重力G. （2）按圖1所示，把注射器固定在鐵架臺(tái)的鐵夾上，保持注射器豎直

16、 （3）把適量的潤(rùn)滑油抹在注射器的活塞上，再上下拖動(dòng)活塞，使活塞與器壁間被油封住.當(dāng)活塞插進(jìn)注射器內(nèi)適當(dāng)位置后，再套上橡皮帽，將一定質(zhì)量的氣體封閉在注射器內(nèi). （4）從注射器上讀出空氣柱的體積V,用刻度尺測(cè)出這個(gè)空氣柱的長(zhǎng)度，計(jì)算出活塞的橫截面S. 5）記下大氣壓強(qiáng)p0. （6）在框架兩側(cè)掛鉤碼，總質(zhì)量為M,記下相應(yīng)的氣體體積. (7) 框架兩側(cè)不掛鉤碼，用測(cè)力計(jì)向上拉活塞，拉力為F0,記下相應(yīng)的氣體體積. (8) 改變所掛鉤碼質(zhì)量或測(cè)力計(jì)拉力，共做四次實(shí)驗(yàn)，分別計(jì)算出pV值并加以比較. 4. 保證實(shí)驗(yàn)條件 (1)m一定：加潤(rùn)滑油密封，套橡皮帽； (2) t一定

17、：不用手握注射器，施力時(shí)動(dòng)作要緩慢，保持環(huán)境溫度的穩(wěn)定； (3) 減小摩擦：加潤(rùn)滑油，力要沿活塞中軸線，注射器保持豎直及對(duì)稱地懸掛鉤碼. 5. 數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓強(qiáng)p0=Pa 注射器活塞橫截面積S=m2 注射器活塞、框架總重G0=N 在活塞上施加的力 測(cè)力計(jì)拉力F0=N 懸掛鉤碼總重G=N 環(huán)境溫度t=°C 壓強(qiáng)的計(jì)算 6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論(略) 7. 誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來自活塞所受的摩擦力. 五、說明 1.若使用玻意耳定律實(shí)驗(yàn)器做實(shí)驗(yàn)，需用游標(biāo)卡尺測(cè)出活塞直徑D,表示. 2．為保證實(shí)驗(yàn)效果，在正式實(shí)驗(yàn)之前安排一定的時(shí)間讓學(xué)生對(duì)照實(shí)物進(jìn)行預(yù)習(xí)．以下預(yù)習(xí)題供參考： （1）實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，它的實(shí)驗(yàn)原理是什么？ （2）采取什么措施可保證氣體質(zhì)量一定，溫度保持不變？ （3）本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源是什么？可采取什么措施減小誤差？ （4）你能想出其他辦法驗(yàn)證玻意耳定律嗎？ 3. 建議：在學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告.