Молекулалы? кинетикалы? теория. 10-сынып

Қызылорда облысы, Арал ауданы, Сапақ елді мекені, №69 орта мектебінің физика пәнінің мұғалімі Мейірманова Құттыгүл Әмірханқызы.

Сыныбы: 10 Пәні: физика

Сабақ бойынша мұғалімнің жазбалары: (мұғалім және оқушы немен айналысады)

І.Ұйымдастыру (2 минут)

1. Сәлемдесу

2. Сынып оқушыларына жағымды ахуал туғызу

3. Түгелдеу

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау

І. Өткен тақырып бойынша оқушылардың білім-білік дағдысының қалыптасуын тексеру.

Оқушыларға үй тапсырмасын «Кубизм» әдісі арқылы еске түсіру, оқушыларға сұрақтар қою.

1. Идеал газ моделін сипаттау

2. МКТ-ң негізгі теңдеуін қорыту.

3. МКТ-ның теңдеуі жазылуының 3 түрі.

4. Орташа кинетикалық энергиямен температура арасындағы байланыс

5. Больцман тұрақтысының физикалық мағынасы

6. Авогадро санының мағынасын тұжырымдаңдар.

ІІІ. Талқылау үшін сұрақтар беріледі

Идеал газ дегеніміз не?

Молекулалық-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуін айтып беріңдер.

ІҮ. Жаңа сабақ:

Температура үшiн pV/N = kT түрiндегi формуланы практикада пайдалану пропорционалдық коэффициенттiң

k сандық мәнiн бiлудi қажет етедi. Оны табуға болады, егер тәжiрибелерден белгiлi мәлiметтердi пайдаланса. Атап айтқанда, үш ыдыспен жасалған тәжiрибеден: V = 0.1м³ көлемдi алатын сутегiнiң бiр молi үшiн, θ= pV/N шамасы температураның T₁=273^oК мәнiнде мынаған тең θ₀ = 3.76·10^-21 Дж, ал T₂=373^oК болғанда – θ₁₀₀ = 5.14·10^-21 Дж. Температураның осы мәндерiндегi айырмасын θ= kT өрнегiн пайдаланып жазсақ , шығатыны θ₁₀₀ – θ₀ = k(Т₂ – Т₁) немесе (5.14 –3.76)·10^-21 Дж = k·100^o К. Бұдан

k = 1.38·10^-23Дж/К. (1.18)

Бұл коэффициент Больцман тұрақтысы деп аталады. Ол энергетикалық (Дж) өлшем бiрлiкпен анықталатын θ температураны, өлшем бiрлiгi Кельвинмен анықталатын, Т температурамен байланыстырады.

Молекулалық кинетикалық теорияның негiзгi теңдеуi p қысым, V көлем және T температура арасында байланыс орнатуға мүмкiндiк бередi. Бұндай байланысты жазатын өрнек күй теңдеуi деп аталады. Егер газ молекуласы концентрациясының өрнегiн n=N/V=mN_A/VM түрiнде алса, онда p=nkT теңдiгiнен мынау шығады:

pV = mkN_AT/M. (1.19)

Больцман тұрақтысының k Авогадро санына N_A көбейтiндiсiн универсал газ тұрақтысы деп атап, R әрпiмен белгiлейдi:

R = k N_A = 8.31·10³ Дж/(кмоль·К). (1.20)

Бұл енгiзiлген R тұрақтыны тағы да пайдаланып кез келген массасы m үшiн идеал газ күйiнiң теңдеуiн аламыз:

pV = mRT/M. (1.21)

Бұл Менделеев-Клапейронның күй теңдеуi деп аталады. Кейде бұл теңдеу алғашқы формасында қолданылады:

P₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂ = const, (1.22)

мұндағы 1 және 2 индекстерi газдың мүмкiн болатын кез келген екi күйiнiң параметрлерiне сәйкес.

Ү.  «Миға шабуыл» әдісі арқылы кестемен жұмыс

Дұрыс жауабы:

Есептер шығару:

1. Молекуланың кинетикалық энергиясы 7,87 ^. 10 ^-21 Дж тең. Идеал газдың температурасын анықта.

Е_к = 7,87 ^. 10 ^-21 Дж Е_к = ³/₂ k Т мұндағы k – Больцман тұрақтысы, осыдан

k = 1,38 ^. 10 ^{- 23} Дж/К 2 Е_к

Т = ^_______ Т = 380К

Т-? 3 k

2. Көлемі 5×6×3 м бөлмедегі, 27⁰ С температурада, қалыпты қысымда бөлмедегі ауаның зат мөлшерін есепте. m Р V

Р = 10 ⁵ Па ν = ^_______ Р V = ν R Т, осыдан ν = ^_______ ν = 3,61 ^. 10 ³ моль

Т = 27⁰ С = 300К М R Т

V = 90 м³ R = 8,31 Дж/(моль^. К)

ν-?

Нұсқа 4.2

1. 300К температурадағы сутегі молекуласының орташа квадраттық жылдамдығын анықта.

Т = 300К m₀ υ²

М = 2 ^. 10 ^-3 кг/моль Е_к = ^_______ және Е_к = ³/₂ k Т, онда m₀ υ² = 3 k Т, бірақ m₀ = М / N_A

R = 8,31 Дж/(моль^. К) 2

М υ² 3 k N_A 3 R Т

υ - ? Олай болса ^_______ = 3 k Т; υ² = ^_______ = ^_______

N_A М М

3 R Т

Осыдан υ² = ^_______ υ = 1,934 ^. 10 ³ м/с =1934 м/с

М

2. Көлемі 0,02м³, массасы 0,03 кг, 2,1 ^. 10 ⁵ Па қысыммен тұрған NH₃ аммиактың температурасы қандай болғаны?

m = 0,03кг Менделеев - Клапейрон теңдеуінен температураны табамыз:

Р = 2,1 ^. 10 ⁵ Па М Р V

V = 0,02м³ Т = ^_______

М = 17 ^. 10 ^-3 кг/моль m R

R = 8,31 Дж/(моль^. К)

17 ^. 10 ^-3 кг/моль ^. 2,1 ^. 10 ⁵ Па ^. 0,02м³

Т-? Т = ^{__________________________________________________} = 286,4 К

0,03кг ^. 8,31 Дж/(моль^. К)

Нұсқа 4.3

1. Қалыпты жағдайдағы идеал газдың молекулалардың қозғалысының орташа кинетикалық энергиясын анықта.

Т₀ = 273 К Е_к = ³/₂ k Т

k = 1,38 ^. 10 ^-23 Дж/К

3 ^. 1,38 ^. 10 ^-23 Дж/К ^. 273 К

Е_К-? Е_к = ^{___________________________________} = 5,65 ^. 10 ^-21 К

2

Үйге тапсырма: §4.5 Идеал газ күйінің теңдеуі. Молекулалық-кинатикалық теорияның теңдеуі

Бағалау: Сабаққа қатысқан оқушыларды бағалау.