Менделеев-Клапейрон те?деуі. Газ за?дары

Пән оқытушысы: Болысова Тұмар Болысқызы

Күні: 12.11.2015ж

Пәннің аты: Физика және астрономия

Сабақтың тақырыбы: Менделеев-Клапейрон теңдеуі.Газ заңдары. Изопроцестер

Сабақтың мақсаты: Үш параметрдің (Р, V, Т) біреуі тұрақты болып, қалған екі параметрінің арасындағы байланысты анықтайтын заңдарды тұжырымдау. Изопроцестер туралы мағлұмат беру.

Сабақтың міндеттері:

1. Студенттердің идеал газ күйі теңдеуінің физикалық мағынасын түсінуін қамтамасыз ету. Молекулалы- кинетикалық теория тұрғысынан газ заңдарын негіздеу , заңдардың әр түрлі изопроцестердегі графиктерін ажырата білу және оқи білу

2. Формулаларды қолдана отырып есеп шығара білуге үйрету, ойлау қабілеттерін дамыту, белсенділіктерін арттыру, ұзақ есте сақтауын қадағалау.
3. Студенттердің еңбек ету қабілеттерін жетілдіру, пәнаралық байланысты арттыра отырып теориялық білімін практика жүзінде қолдана білуге, өз бетіншіе іздене білуге тәрбиелеу.

Сабақтың типі:Жаңа оқу материалын меңгерту Сабақтың түрі:Аралас сабақ Сабақтың әдісі: Сұрақ-жауап , баяндау-түсіндіру , логикалық ойлау әдісі Көрнекі құралдар: Проектор, экран, слайдтар топтамасы, электрондық оқулық,ғалымдардың портреттері Пәнаралық байланыс: Математика,химия,сызу;

Сабақ барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі

* Студенттердің сабаққа дайындығын, сабаққа қатысуын тексеру

*Студенттердің назарын сабаққа аударып,сабақтың мақсат-міндетін анықтап айту

*Бағалау парағын тапсыру

*Үй тапсырмасына бетбұрыс жасау

II.Үй тапсырмасын тексеру:

Үй тапсырмасы сөзжұмбақ шешу арқылы (фронтальды сұрақтармен тексеріледі), осы сөзжұмбақтан жаңа тақырыптың аты ашылады
Сөзжұмбақ сұрақтары:
1. Заттардың ең кіші бөлшегін ата.(Молекула)
2. Температурасы өлшенетін денемен жылулық байланыста болатын дене.(Термометр)
3. Сұйықтарда болатын бөлшектердің ретсіз қозғалысын алғаш бақылаған ағылшын ботанигі.(Броун)
4.Бір зат молекулаларының басқа бір зат молекулаларының аралығына ену

құбылысы.(Диффузия)
5.Денелердің молекулалық құрылымы ескерілмейтін жылулық процесс.(Термодинамика)
6.Абсолюттік температураның өлшем бірлігі.( Кельвин)
7.Қарапайым модель ретінде таңдап алынатын газ (Идеал)
8.Сұйықтың немесе газдың ағысы арқылы энергияның тасымалдануы барысында жылу алмасу процесі(Конвекция)
9. Заттың бір моліндегі молекулалардың немесе атомдардың санын анықтаған итальян физмгі әрі химигі.(Авогадро)
10.Молекулалардың жалпы санының ыдыс көлеміне қатынасы.(Концентрация)
11. Заттың қатты күйден сұйық күйге айналу процесі.(Балқу)
12.Гректің «хаос» деген сөзі нені білдіреді?.(Газ)
13.Қысымның өлшем бірлігі.(Паскаль)
14.Дененің жылдамдық алуы салдарынан жұмыс өндір қабілеттілігі. (Энергия)
15. Күнделікті тұрмыста қолданылатын сұйық термометр шкаласы қалай аталады?.(Цельсий)
16.Атомдарды құрайтын бөлшектерінің бірі.(Ядро)
17.Молекулаларды түзетін химиялық бөлінбейтін бөлшек.(Атом)
18. Молекулалардың қозғалысының ілгерілемелі жылдамдығын тәжірибе жүзінде анықтаған неміс физигі.(Штерн)
Осы сөзжұмбақты шешу арқылы үй тапсырмасын қайталадық, бүгінгі жаңа сабақ тақырыбын ашып алдық. (Менделеев-Клапейрон)

III.Жаңа тақырыпты зерделеу:

- Ендеше, бүгінгі өткелі отырған тақырыбызға ат қоямыз:

Менделеев-Клапейрон теңдеуі.Газ заңдары.Изопроцестер

Газдың берілген массасының күйі үш термодинамикалық параметрмен сипатталады:қысым Р,көлем V,температура Т.Қазір біз олардың арасында қандай байланыс барлығын табамыз.Термодинамикалық параметрлерді байланыстыратын теңдеу газ күйінің теңдеуі деп аталады.Осы теңдеуді МКТ-ның негізгі теңдеуін пайдалана отырып шығарамыз.

Газ қысымы молекулалардың концентрациясына және температураға тәуелді екенін білеміз:р=nkT.Газ молекулаларының концентрациясын

ескеріп, р =kT аламыз.Осыдан рV= N kT шығады.

Газ молекулаларының санын зат мөлшерін біле отырып табамыз:

N=N _А = N _А , осыны ескерсек, рV= N _А kT

Больцман тұрақтысы k мен Авогадро тұрақтысы N _А –ның көбейтіндісін универсаль газ тұрақтысы деп атайды және R әрпімен белгілейді:

R=1,38•10^-23 Дж/К•6,02•10^-23 моль^-1 =8,31 Дж / (моль• К)

рV= N _А kT теңдеудегі N _А k көбейтіндісінің орнына универсал газ тұрақтысы R-ді қойып,идеал газ күйінің теңдеуін аламыз:

Осы түрде бұл теңдеуді тұңғыш рет ұлы орыс ғалымы Д.И.Менделлев алған,сондықтан ол Менделлев - Клапейрон теңдеуі деп аталады.10 жылдай Россияда қызмет еткен,атақты француз физигі Бенуа Поль Клапейрон идеал газ күйінің теңдеуін Менделлевтен бұрын алды. Менделлев - Клапейрон теңдеуін түрінде жазсақ,онда теңдіктің оң жағында газдың мольдік массасына тәуелді болатын тұрақты шама тұрады.Сонда const деп жазуға болады.Бұл теңдеу Клапейрон теңдеуі деп делінеді.

Күй теңдеуі жылулық құбылыстарды зерттеуге қажет,яғни температураны өзгертпей,газдың көлемін арттырсақ,оның қысымы қалай өзгеретінін айтуға болады.Енді осыған тоқталамыз.

Идеал газ күйі теңдеуінің көмегімен газ массасы мен үш параметрдің біреуі өзгермей қалған жағдайдағы процестерді зерттеуге болады.

Изопроцестер – термодинамикалық параметрлердің біреуі тұрақты болғанда қалған екеуінің арасындағы  өтетін процесстер. Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екі мәні арасындағы байланысты сипаттайтын заңдарды газ заңдары деп атаймыз

Изотермиялық процесс.

Тұрақты температурада өтетін процесс изотермиялық процесс деп аталады.

.

Изотермиялық процесті сипаттайтын заңды ағылшын ғалымы Бойль мен француз ғалымы Мариот бір-бірінен тәуелсіз, тәжірибе жүзінде алды. Сондықтан бұл заң Бойль-Мариот заңы деп аталады.

Берілген газдың массасы үшін тұрақты температурада газ қысымының көлемге көбейтіндісі тұрақты болады.

немесе

Изотермиялық процесті сипаттайтын графикті изотерма деп атайды. Графикте Т₁₂.

Изотермиялық процестерге мысал ретінде изотермиялық вагондарды айтуға болады.Вагон дегеніміз рельсті жолмен қозғалатын көліктің бір түрі.Вагон жүк және жолаушылар тасымалдау үшін қолданылады.Тез бұзылатын тағамдық азық- түліктерді(балық,ет,сары май т.б) тасымалдау барысында температуралық режимді сақтау мақсатында изотермиялық вагондар, термос- вагондар,термос -цистерналар қолданылады.

    Изобаралық процесс.

Тұрақты қысымда өтетін процесс изобаралық процесс деп аталады.

.

Изобаралық процесті сипаттайтын заңды француз ғалымы Гей-Люссак тәжірибе жүзінде алды. Сондықтан бұл заң Гей-Люссак заңы деп аталады.

Берілген газдың массасы үшін тұрақты қысымда газ көлемінің температураға қатынасы тұрақты болады.

немесе .

Гей-Люссак заңын Цельсий шкаласындағы температураны пайдаланып келесі түрде жазылады:

мұндағы: - температурадағы газ көлемі, - температурадағы газ көлемі, - газ көлемінің ұлғаюының температуралық коэффициенті.

Изобаралық процесті сипаттайтын графикті изобара деп атайды. Графикте р₁р₂.

    Изохоралық процесс.

Тұрақты көлемде өтетін процес изохоралық процесс деп аталады.

.

Изохоралық процесті сипаттайтын заңды француз ғалымы Шарль тәжірибе жүзінде алды. Сондықтан бұл заң Шарль заңы деп аталады.

Берілген газдың массасы үшін тұрақты көлемде газ қысымының температураға қатынасы тұрақты болады.

немесе .

Шарль заңын Цельсий шкаласындағы температураны пайдаланып келесі түрде жазылады:

,

мұндағы: - температурадағы газ қысымы, - температурадағы газ қысымы, - газ қысымының температуралық коэффициенті.

Изохоралық процесті сипаттайтын графикті изохора деп атайды. Графикте V₁V₂.

Жаңа сабақты бекіту.

*Топ студенттерін екі топқа бөлу және ат қою:

1топ-«Күй теңдеуі»,2 топ- «Изопроцестер»

Абай Құнанбаевтың қандай өлеңдерін білесіңдер? «Ғылым таппай мақтанба» өлеңінің ішінен бес асыл іс сөзін сабағымның бекітуіне және қорытындылауға бағыт етіп аламын.
Ғылым таппай мақтанба,
Орын таппай баптанба.
Құмарланып шаттанба,
Ойнап босқа күлуге.
Бес нәрседен қашық бол,
Бес нәрсеге асық бол,
Адам болам десеңіз
Өсек, өтірік,мақтаншақ
Еріншек бекер мал шашпақ -
Бес дұшпанның білсеңіз
Талап, еңбек,терең-ой,
Қанағат, рахым ойлап қой –
Бес асыл іс көнсеңіз.

I.«Талап» бағыты бойынша физикалық диктант орындайды

Физикалық диктант

Идеал газ күйінің теңдеуі. Газ заңдары.

1. Больцман тұрақтысы мен Авагадро тұрақтысы N_A-ның көбейтіндісін универсал газ ... деп атайды. (тұрақтысы).

2. Идеал газ күйінің теңдеуі деп – тәуелділік негізінде жеткілікті сиретілген газдың берілген массасының күйін сипаттайтын барлық үш макроскопиялық параметр … байланыстыратын теңдеуді айтамыз. (ρ,V және T-ны).

3. Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екі мәні арасындағы сандық тәуелділікті айқындайтын заңдарды ... атайды. (газ заңдары).

4. Параметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер ... деп аталады. (изопроцестер).

5. Тұрақты температурада газ қысымының көлемге тәуелділігі график түрінде ... деп аталады. (изотерма).

6. Изобаралық процесс деп – … тұрақты болғанда термодинамикалық жүйе күйінің өзгеру процесі. (қысым).

7. Изобаралық процесс күйіндегі заңды 1802 жылы француз ғалымы ...-... тәжірибе жүзінде тағайындап көрсеткен. (Гей – Люссак).

8. Изохоралық процесс дегеніміз- ол ... тұрақты болғанда термодинамикалық жүйе күйінің өзгеруі. (көлем).

9. Егер газ көлемі өзгермесе массасы берілген газ үшін қысымның температураға қатысы тұрақты болады. Бұл заңды 1787 жылы француз физигі ... ашқан. (Шарль)

Сұрақтар бойынша топтық әдісін пайдаланып,білгендерін берілген қағазға ақылдаса отырып жазып,бірінші орындап болған топтан бір студент өз жұмыстарына сипаттама береді.

II.«Терең ой» бағыты бойынша есептер шығару

Газ заңдары.

1есеп.Бастапқы көлемі 0,40 м³ газ изотермиялық жолмен сығылды.Соңғы көлемі 0,20 м³ болғанда,оның қысымы 4•10⁵Па болды.Газдың бастапқы қысымын табыңыз.

Бер: Шешуі: Бойль- Мариотт заңы бойынша:

V₀=0,40 м³ _, осыдан p₀= p₀=2•10⁵ Па

V₁=0,20 м³

p₁=4•10⁵Па

__________

p₀-?

2 есеп.Көмір қышқыл газдың 30⁰С температурадағы көлемі 6•10^-4 м³ .Қысымы тұрақты болғанда,осы газдың 0⁰С температурадағы көлемі қандай болады?

Бер:

Т₁= 30⁰С Шешуі: Гей-Люссак заңы бойынша: _,бұдан

V₁=6•10^-4 м³ V₀= V₀=5,4 •10^-4 м³

Т₀=0⁰С

__________

V₀-?

3 есеп.

Температурасы 5⁰С болғанда,баллондағы ауаның қысымы 10⁴Па болады.Қандай температурада баллондағы ауаның қысымы 2,6•10⁴Па шамасына жетеді?

Бер:

t₁=5⁰С Т₁= 278К Шешуі: Шарль заңы бойынша: _,бұдан

p₁=10⁴Па Т₂= Т₂=722,8К=449,8⁰С

p₂=2,6•10⁴Па

__________

Т₂-?

III.«Еңбек» бағыты бойынша тест жұмысын орындау

ТЕСТ

Идеал газ күйінің теңдеуі. Газ заңдары.

1. Универсал газ тұрақтысын көрсет.

А. R=83,1 Дж/(моль*К);

В. R=1,38 Дж/(моль*К);

С. R=8,31*10²³ Дж/(моль*К);

Д.R=8,31 Дж/(моль*К);

2. Идеал газ күйінің теңдеуі немесе Менделеев – Клапейрон теңдеуі.

А. p=RT;

В. pV=RT;

С. V=RT;

Д. pV=kT;

3. Температура тұрақты болғанда жүретін процесс ... деп аталады.

А. Адиабаталық;

В. Изобаралық;

С. Изотермиялық;

Д. Изохоралық.

4. Қысым тұрақты болғанда жүретін процесс ... деп аталады.

А. Адиабаталық;

В. Изобаралық;

С. Изотермиялық;

Д. Изохоралық.

5. Көлем тұрақты болғанда жүретін процесс ... деп аталады.

А. Адиабаталық;

В. Изобаралық;

С. Изотермиялық;

Д. Изохоралық.

IV. «Қанағат» бағыты бойынша жаңа сабақты қорытындылау (электрондық оқулықпен жұмыс)

	Изотермиялық процесс 1667 ж. Бойль (ағылшын) Мариотт (француз) Бойль-Мариотт заңы Берілген газдың, берілген массасы үшін тұрақты температурадағы қысым мен көлемнің  көбейтіндісі тұрақты шам	Изотермалар
	Изобаралық процесс 1802 ж. Гей-Люссак (француз) Гей-Люссак заңы Берілген газдың массасы үшін тұрақты қысымда газ көлемінің температураға қатынасы тұрақты болады.	Изобаралар
	Изохоралық процесс 1787 ж. Шарль (француз) Шарль заңы Газдың берілген массасы үшін тұрақты көлемде қысымның температураға қатынасы тұрақты шама	Изохоралар

V.«Рахым» бағыты бойынша топ басшыларының бағалау парағы бойынша қойған бағаларын журналға қою.Сабаққа белсене қатысқандарды атап өту.

VI.Үйге тапсырма беру §9.3 – 9.5 235 - 238 бет №806

Оқытушы: Болысова Т.Б _____________

қолы Койшыгарина Г.К. жасау

ан, хандардың суреттері, слайдтар, үлестірме қағаздар