[科普中国]-等温变化

等温变化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图像的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。

要点掌握1．在物理知识方面要求：
（l）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图像的物理意义；
（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。

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图像的物理意义，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。

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简（长约25cm左右）、与简径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块，组装如图。
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
实验仪器如下图示。1

使用演示器主要教学过程：
（一）引入新课
对照牛顿第二定律的研究过程先m一定，α∝F；再F一定；最后，选择合适的单位。
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
一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系。

（三）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。

实验总结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。
说明：
1．演示实验也可采用其他方法，只要满足气体质量一定、温度不变即可。
2．学生是第一次接触状态分析的问题，必须要求学生规范写出初态、末态的状态参量，以养成良好的习惯。
3．教学过程设计的第1个内容，是为了帮助学生获得创造等温条件的方法，可酌情处理。2

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所