«Газовые законы» урок физики в 10 классе

Тема урока: «Газовые законы»

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления новых знаний.

Цели урока:

Образовательные

• С помощью компьютерной модели изучить три газовых закона

• Начать решать графические и аналитические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы

Воспитательные

• Продолжить формирование познавательного интереса обучающихся

• Продолжить формирование стремления к глубокому усвоению теоретических знаний через решение задач

Развивающие

• Способствовать развитию абстрактного мышления, расширению понятийного аппарата обучающихся, формировать умение анализировать информацию

• Учить применять полученные знания для решения графических и аналитических задач

• Продолжить формирование умения рационально решать сложные задачи

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, презентация к уроку, тестовые задания для самостоятельной работы.

Ход урока:

1. Мотивационный этап

На прошлом уроке, используя те знания, что у вас уже есть, мы достаточно просто получили уравнение состояния идеального газа. Теперь, зная это уравнение, можно вывести все три газовых закона. В истории физики эти открытия были сделаны в обратном порядке: сначала экспериментально были получены газовые законы, и только потом они были обобщены в уравнение состояния. Этот путь занял почти 200 лет, мы с вами справимся с этой задачей за урок.

1. Актуализация знаний

• Что является объектом изучения МКТ? (Идеальный газ)

• Какой газ называют идеальным? (Идеальный газ – это газ, в котором взаимодействием между молекулами можно пренебречь)

• Какие термодинамические параметры используют для того чтобы описать состояние идеального газа? ( р,Т,V)

• Какое уравнение связывает все эти три параметра? (Уравнение состояния идеального газа связывает между собой три макроскопических параметра).

• При любых ли процессах все эти параметры изменяются?

• Давайте рассмотрим несколько примеров. Возьмем любой аэрозоль. Какой параметр здесь постоянен? ( Объем не изменяется).

• А если его деформировать, но внешних условий не менять? ( Объем уменьшится, давление внутри возрастет, а температура останется постоянной).

• А если стенки сосуда аэрозоля сделать настолько тонкими, чтобы они могли растягиваться и рассмотреть процесс при повышении температуры? ( При нагревании объем растет, а давление внутри сосуда равно внешнему давлению и постоянно).

• Процесс изменения состояния термодинамической системы для данной массы газа при неизменном значении одного из параметров газа называют изопроцессом. ( СЛАЙД № 2)

Рассмотрим каждый из процессов подробнее и попытаемся установить для каждого из них связь между Т, р, V ( СЛАЙД № 3)

Газовые законы - количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра.

1. = const, если T = const , то pV = const

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим. Графическая зависимость давления от объема при постоянной температуре изображается изотермой.

Для газа данной массы произведение давления на объем остается постоянным при постоянной температуре (P₁V₁=P₂V₂) –закон Бойля- Мариотта.

2. = const, если р = const , то = const

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным. Графическая зависимость объема от температуры при постоянном давлении изображается изобарой.

Попробуйте сами сформулировать газовый закон.

Для газа данной массы отношение объема к температуре остается постоянным при постоянном давлении. ( = - закон Гей – Люссака

(Слайд № 4)

3. = const, если V = const , то = const

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным. Графическая зависимость давления от температуры при постоянном объеме изображается изохорой.

Для газа данной массы отношение давления к температуре остается постоянным при постоянном объеме. ( = -закон Шарля. (СЛАЙД № 5)

Давайте построим графики всех изопроцессов в различных координатах (работают в тетрадях).

Проверка. ( СЛАЙД № 6)

Первичное закрепление знаний

Решение задач. Задачи решаются коллективно на доске и в тетрадях.

1. Постройте графики процесса, происходящего с идеальным газом, в координатах P,T и V,T. Масса газа постоянна.

p 2 3

1 4

0 V

1. В каких состояниях температура газа при циклическом процессе максимальна? Минимальна? Во сколько раз отличается максимальная температура от минимальной?

p

1. 2

   
   
   

4 3

0 Т

1. Газ, занимающий при Т₁=400К и давлении р₁=0,1 МПа объем V₁₌2 л, изотермически сжимают до объема V₂ и давления р₂. Затем газ изобарно охлаждают до температуры Т₃= 200К, после чего изотермически изменяют объем газа до объема V₄=1 л. Определите установившееся давление.

1. Два сосуда, содержащих одинаковую массу одного и того же газа, соединены трубкой с краном. В первом сосуде давление р₁=1*10⁵ Па, во втором р₂= 3*10⁵Па.Определите давление в системе при изотермическом перемешивании газов после открытия крана.

Контроль знаний:

1 вариант

1. Как изменится давление идеального газа при увеличении температуры и объема газа в 4 раза?

А. Увеличится в 4 раза Б. Уменьшится в 4 раза В. Не изменится

2. При изотермическом процессе в газе не изменяется ( при m=const) его

А. Давление Б.Объем В. Температура

3. На диаграмме PV приведен график, описывающий два процесса в идеальном газе, переход 1-2 соответствует P 1 2

А.Изотермическому

Б. Изохорному 3

В. Изобарному 0 V

4. На диаграмме PT точками А и В изображены два состояния одной и той же массы газа. Какая из точек соответствует большему объему?

Р .В

.А

0 Т

5. Как нужно изменить объем данной массы газа для того, чтобы при постоянной температуре его давление уменьшилось в 4 раза?

А. Увеличить в 2 раза Б. Увеличить в 4 раза В. Уменьшить в 4 раза

1. вариант

1. Как изменится давление идеального газа при уменьшении температуры и объема газа в 2 раза?

А. Увеличится в 2 раза Б. Не изменится В. Уменьшится в 2 раза

2. При изобарном процессе в газе не изменяется (при m=const) его

А. Давление Б. Объем В. Температура

3. На диаграмме PV точки 1 и2 изображают два состояния одной и той же массы газа. Какая точка соответствует большей температуре?

Р

1·

2· А. 1 Б. 2 В. Температуры одинаковы

0 V

4. При нагревании идеального газа был получен график зависимости его давления от абсолютной температуры ( при m=const) . Как изменился объем газа?

Р 2

А. Увеличится Б. Не изменится В. Уменьшится

1

0 Т

5. При осуществлении какого изопроцесса увеличение абсолютной температуры газа в 3 раза приводит к увеличению его давления в 3 раза?

А. Изотермического Б. Изобарного В. Изохорного

Проверка теста (Слайд № )

Итоги урока.

Рефлексия.

Домашнее задание: § 71, сборник задач Г.И. Степановой № 625; № 634.