Разработка урока на тему "Газовые законы"

Ерижепова Н.К.- учитель физики частной школы «Сымбат»

Цель: активизация познавательной деятельности учащихся при изучении темы за счет включения в исследовательскую работу с использованием ИКТ.

Задачи:

Образовательные:

• повторить зависимость между двумя изменяющимися термодинамическими параметрами при неизменном третьем,

• показать применение газовых законов с помощью эксперимента.

Воспитательные:

• продолжить воспитание личностных качеств: самостоятельности, ответственности, толерантности;

• формирование взаимопомощи, доброжелательного отношения друг к другу, развивать культуру общения и культуру ответа на вопросы;

• умение выслушать других при работе в классе, в группах;

• формировать навыки безопасной работы.

Развивающие:

• развивать приемы исследовательской работы, умения анализировать, делать выводы.

• вырабатывать умения объяснять газовые законы на основе положений МКТ;

• описывать состояние и изопроцессы идеального газа,

• давать и объяснять графическое изображение процессов.

Средства:

• проектор, интерактивная доска;

• лабораторное оборудование.

 Ход урока

1. Организационный момент.

Учитель читает стихотворение.

Физика горда и непреклонна
Вместе с тем важна и интересна
Надо уважать ее законы
Ведь по ним живет наш мир чудесный.

Солнце снова всходит и заходит
На орбите замерли планеты
Много тайн у матушки природы
Вам расскажет физика об этом.

И всему найдется объясненье
В сказках, так конечно, покрасивей
Даже тайна вашего рождения – 
Это просто физика и химия.

Горы вырастают на планете.
Происходит множество событий
Не постичь всего на этом свете,
Есть еще возможность для открытий.

Каждый день готовит вам сюрпризы,
И взрослея, узнаете многое.
Пусть ведет вас физика по жизни 
Точной и проверенной дорогою.

Этой дорогой мы идем уже четвертый год. Ведь начиная с 7 класса мы заговорили о молекулах и их свойствах. Мы начали изучение МКТ . Вспомним изученное.Для этого посмотрим на таблицу. На ней 3 категории по 4 вопроса в каждой. Выбираете категорию и номер вопроса, номера в категории можно выбирать только по порядку. Слайд 1

1 Основные положения МКТ

2.Основные величины, характеризующие размеры молекул

3.Расположение и характер движение молекул в газах

4. Как создается давление газа?

1. Объект изучения МКТ

2. Что в МКТ называется идеальным газом

3. Макроскопические параметры идеального газа

4. Основное уравнение МКТ

1. Параметры, описывающие состояние идеального газа

2. Уравнение, связывающее эти параметры называется

3. Математическая запись уравнения

4 Что в формуле означает R?

Хорошо. Сегодня продолжим изучение свойств идеального газа. Тему урока мы сможем узнать, решив кроссворд. Газовые законы и их применение

.Объяснение новой темы

Газовые законы мы получим из уравнения Мекнделеева-Клайперона, Хотя в истории физики было все наоборот, сначала открыли газовые законы, а потом получили уравнение состояния. Как известно оно связывает три термодинамических параметра. Рассмотрим случаи, когда один из параметров не изменяется. Такие процессы называются изопроцессами.

1) ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС – это процесс, происходящий в системе при постоянной температуре.

Математическая зависимость между параметрами этого процесса была установлена двумя учеными Робертом Бойлем и Эдмом Мариоттом и получила название закона Бойля-Мариотта.

ЗАКОН БОЙЛЯ–МАРИОТТА – при неизменной температуре произведение объема данной массы газа на его давление является величиной постоянной.

pV = const при T = const

Из закона Бойля–Мариотта следует, что при постоянной температуре газа его давление обратно пропорционально объему.

Для двух состояний газа можно записать выражение p₁ V₁ = p₂ V₂ .

При увеличении объема газа в 2 раза его давление уменьшается тоже в 2 раза.

Закон Бойля – Мариотта справедлив для любых газов, а также и для их смесей, например для воздуха. Лишь при давлениях, в несколько сотен раз больше атмосферного, отклонения от этого закона станоятся существенными.

2) Построим графическую зависимость изотермического процесса в координатных осях

P(V); p(T); V(T).

Зависимость давления газа от объема при постоянной температуре графически изображается кривой, которая называется изотермой. Изотерма газа изображает обратно пропорциональную зависимость между давлением объемом. Разным постоянным температурам соответствуют разные изотермы. Изотерма соответствующая более высокой температуре лежит выше изотермы соответствующей более низкой температуре.

Объясним этот процесс с точки зрения молекулярно – кинетической теории: при разрежении газа, то есть увеличении объема, молекулы располагаются дальше друг от друга, уменьшается их концентрация в сосуде. Поэтому они реже ударяют о стенки сосуда, и от этого давление газа уменьшается. А при сжатии газа, то есть уменьшении его объема, молекулы располагаются ближе друг к другу, увеличивается их концентрация в сосуде. Поэтому они чаще ударяют о стенки сосуда, и от этого давление газа увеличивается.

3) Обратимся к исторической справке и познакомимся с биографией Роберта Бойля и Эдма Мариотта.

5) Чтобы проиллюстрировать этот процесс посмотрим опыт “Картезианский водолаз”

Оборудование: пластмассовая бутылка 1,5 л, заполненная водой с крышкой; медицинская пипетка, заполненная подкрашенной водой Опыт: Бутылка наполненная водой внутри которой плавает пипетка. Закроем плотно колбу крышкой и возьмем колбу в руки – пипетка погружается, уберем руки пипетка всплывает объясните действие пипетки.

Объяснение:  когда берут мягкую бутылку в руки, он ее сдавливает. Это приводит к увеличению давления внутри бутылки и уменьшения объема пузырька воздуха в пипетке, т.е. по закону Бойля-Мариотта увеличение давления на газ(воздух в пипетке) приводит к уменьшению объема этого воздуха (сжатию). При этом уменьшается сила Архимеда и пипетка тонет. Меняя нажим на бутылку, ведущий имеет возможность изменять эту силу и управлять глубиной погружения пипетки. Для этого принципиально важно, чтобы бутылка была герметично закрыта.

1) ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС – это процесс, происходящий в системе при постоянном давлении.

Математическая зависимость между параметрами этого процесса была установлена ученым Жозефом Луи Гей-Люссаком и получила название закона Гей-Люссака.

ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА – при неизменном давлении отношение объема данной массы газа к его температуре является величиной постоянной.

= const при p = const

Из закона Гей-Люссака следует, что при постоянном давлении газа его объем прямо

пропорционален температуре. Для двух состояний газа можно записать выражение  =  При увеличении температуры газа в 4 раза, его объем увеличится тоже в 4 раза.

2) Построим графическую зависимость изобарного процесса в координатных осях:

p(V); p(T); V(T).

Графически изобарный процесс изображается прямой, которая называется изобарой. Различным давлениям соответствуют разные изобары. Изобара соответствующая более высокому давлению, лежит ниже изобары, соответствующей более низкому давлению.

Объясним этот процесс с точки зрения молекулярно – кинетической теории: при нагревании газа увеличивается скорость движения молекул, которые при столкновении друг с другом разлетаются на большие расстояния, то есть происходит увеличение объема газа, а при охлаждении – понижении температуры, уменьшается скорость движения молекул, что приводит к уменьшению расстояния между молекулами, так как они уже не могут разлетаться на большие расстояния и объем газа уменьшается.

3) Обратимся к исторической справке и познакомимся с биографией Жозефа Луи Гей-Люссака.

4) Чтобы проиллюстрировать этот процесс посмотрим опыт “Шар в банке”.

Оборудование: стеклянная банка на 2 л, воздушный шарик, горячая вода, пустой сосуд.

Опыт: в пустую стеклянную банку наливаем горячей воды и держим там 1-2 мин, затем выливаем ее в пустой сосуд. Банку накрываем надутым воздушным шариком и наблюдаем как шарик втягивается в банку.

Объяснение:  при нагревании воздух в банке расширился, и его часть вышла из банки. При охлаждении воздух в банке сжимается, и шарик заполняет пустое место в банке под действием атмосферного давления, которое на протяжении всего опыта не менялось.

1) ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС – это процесс, происходящий в системе при постоянном объеме.

Математическая зависимость между параметрами этого процесса была установлена ученым Шарлем, Жак Александром Сезаром и получила название закона Шарля.

ЗАКОН Шарля – при неизменном объеме отношение давления данной массы газа к его температуре является величиной постоянной.

= const при V = const

Из закона Шарля следует, что при постоянном объеме газа его давление прямо пропорционально температуре. Для двух состояний газа можно записать выражение

 = 

2) Построим графическую зависимость изохорного процесса в координатных осях:

p(V); p(T); V(T).

Эта зависимость изображается прямой, называемой изохорой. Разным объемам соответствуют разные изохоры. Изохора, соответствующая большему объему, располагается ниже изохоры, соответствующей меньшему объему.

Объясним этот процесс с точки зрения молекулярно – кинетической теории: при нагревании газа увеличивается скорость движения молекул, которые сильнее ударяют о стенки сосуда, что приводит к увеличению давления. А при охлаждении скорость движения молекул уменьшается, следовательно они реже и слабее ударяют о стенки сосуда , что приводит к уменьшению давления.

3) Обратимся к исторической справке и познакомимся с биографией Шарля, Жак Александра Сезара.

4) Чтобы проиллюстрировать этот процесс посмотрим опыт “Медицинская банка ”.

Объяснение:  Во время нагревания вода расширяется, превращаясь в газ – пар. Когда мы закрыли банку крышкой, воздух внутри остался под таким же давлением, как окружающая атмосфера. Охлаждая ёмкость извне, мы заставили пар превращаться обратно в воду. Его давление понизилось, позволяя большему давлению воздуха внешней атмосферы раздавить банку.

3. Отработка знаний по теме “Газовые законы”. Опыты каждой группе.

Опорные конспекты

5. Рефлексия. Раздаю листочки с вопросами

Мне все понравилось

Мне ничего не понравилось

Мне ничего не понятно

Мне было интересно

Мне было трудно

Я узнал много нового

Домашнее задание

6. Анализ урока. Выставление оценок.