Урок физики в 10 классе по теме "Уравнение Менделеева - Клапейрона"

Уравнение состояния идеального газа

Состояние данной массы газа характеризуется тремя макроскопическими параметрами:

• давлением р,

• объемом V ,

• температурой Т, называемыми параметрами состояния

Цель:

• Получить уравнение, связывающее все три параметра состояния: давление, объем и температуру

КЛАПЕЙРОН Бенуа Поль Эмиль

(26 января 1799 г. – 28 января 1864 г) французский физик и инженер

В 1834 г. вывел уравнение состояния идеального газа, объединяющее закон Бойля – Мариотта, закон Гей-Люссака и закон Авогадро, обобщённое в 1874 г. Д.И. Менделеевым (уравнение Менделеева – Клапейрона).

Уравнение Клапейрона

Дмитрий Иванович

Менделеев

(1834—1907) — великий русский ученый, создатель периодической системы элементов — Д. И. Менделееву принадлежат важнейшие работы по теории газов, взаимным превращениям газов и жидкостей (открытие критической температуры, выше которой газ нельзя превратить в жидкость). Много сделал для развития производительных сил России, использования полезных ископаемых и развития химического производства.

Уравнение Менделеева-Клапейрона

Универсальная газовая постоянная

• Произведение постоянной Больцмана k = 1 , 38 *10 Дж/К и числа Авогадро N = 6*10 моль

R= 8 , 31 Дж/ (моль* К)

Для чего нужно уравнение состояния?

• Уравнение состояния позволяет определить одну из величин, характеризующих состояние, например температуру, если известны две другие величины . Это и используют в термометрах.
• Зная уравнение состояния, можно сказать, как протекают в системе различные процессы при определенных внешних условиях : например, как будет меняться давление газа, если увеличивать его объем при неизменной температуре, и т. д.
• Зная уравнение состояния, можно определить, как меняется состояние системы, если она совершает работу или получает теплоту от окружающих тел.

Вопросы для повторения:

• Что называют уравнением состояния?
• Какая форма уравнения состояния содержит больше информации: уравнение Клапейрона или Менделеева — Клапейрона?
• Почему газовая постоянная R называется универсальной?
• Для чего нужно уравнение состояния?

Задача №1

Газ при давлении 200 кПа и температуре 17 С имеет объем 5 л. Чему равен объем (л) этой массы газа при давлении 100 кПа и температуре – 3 С?

Задача №2

• В баллоне вместимостью 25,6 л находится 1,04 кг азота при давлении 3,55 МПа. Определить температуру газа

Задача №3

• Какой объем ( в литрах) 1 г водорода занимает при нормальных условиях ( 273 К, 101 кПа)?

Не только идеальный газ, но и любая реальная система — газ, жидкость или твердое тело — характеризуется своим уравнением состояния. Но только эти уравнения намного сложнее, чем уравнение Менделеева — Клайперона для идеального (достаточно разреженного) газа.

Домашнее задание:

• § 70, ответить на вопросы на стр.191