Урок физики по теме "Изопроцессы"

МОБУ «Хрущевская СОШ им. А.И. Миронова»

УРОК ФИЗИКИ

по теме

«Изопроцессы и их законы»

для 10 класса

Учитель: Сорокина Е.В.

Декабрь 2013

Цели урока:

• выяснение условий выполнения изопроцессов;

• выяснение теоретической зависимости трех макроскопических параметров;

• практическое доказательство этих параметров;

• умение анализировать и обобщать информацию.

Оборудование урока:

1. Технические средства обучения: компьютер, мультимедийный проектор.

2. Карточки с тестами (приложение 1).

3. Карточки с алгоритмом решения задач (приложение 3).

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Повторение и закрепление основных понятий и уравнений молекулярно-кинетической теории. (Приложение 1)

3. Изучение нового материала. (В процессе рассказа учителя, с использованием информации выведенной на экран учащиеся заполняют в тетради таблицу-приложение 2).

Первая строчка заполняется с учителем.

Название процесса	Постоянный параметр	Математическая запись закона	Графики процессов в системе координат p-V, p-T, V-T
Изотермический процесс	T=const	PV=const	Изотермическое расширение p p V V T T Изотермическое сжатие p p V V T T

Изопроцессы - процессы изменения состояния газов так, что один из трех макроскопических параметров (объем, давление, температура) остается постоянным, а два других параметра при этом изменяются.

а) Изотермический процесс- процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянной температуре (m=const, T=const). Из уравнения Менделеева-Клайперона следует закон Бойля-Мариотта PV=const=m/V* RT. Это означает, что произведение начального давления Р1 на его первоначальный объем равно произведению этих параметров P2*V2 в произвольной момент времени P1*V1=P2*V2или P1/P2=V2/V1 следовательно Р - 1/V.

График- гипербола, название - изотерма.

б) Изобарный процесс - процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном давлении (m=const, P=const).Из уравнения Менделеева - Клайперона следует закон Гей-Люссака. V/T=const=mR/MP-это означает, что отношение первоначального объема газа к его температуре Т1 равно отношению этих параметров V2/T2 в произвольный момент времени. V1/T1=V2/T2 или V1*T2=V2*T1 следует V~T.

График - прямая, название - изобара.

в) Изохорный процесс - процесс изменения состояния определенной массы при постоянном объеме(m=CONST, V= CONST). Из уравнения Менделеева - Клайперона следует закон Шарля Р/ Т=const=mR/MV - это означает, что отношение первоначального давления газа Р1 к его температуре равно отношению этих параметров Р2, Т2- в произвольный момент времени Р1/Т1=Р2/Т2 или Р1*Т2=Р2*Т1 следует Р пропорционально Т.

График - прямая, название- изохора.

На интерактивную доску выведена картинка по ссылке: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f6d000a1-45b5-2ee2-1665-8d020fdca120/00119626258524282.htm, ее распечатка ниже.

Законы идеального газа

Давление p, объем V и температура T идеального газа связаны между собой уравнением Менделеева–Клапейрона:

Здесь ν – количество вещества, R = 8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная.

 

Если температура газа остается постоянной, то выполняется закон Бойля–Мариотта:

pV = const.

Рис. 1. Изотермический процесс

Если постоянным остается давление, то выполняется закон Гей-Люссака:

Рис. 2. Изобарный процесс

Наконец, если постоянен объем, то справедлив закон Шарля:

Рис. 3. Изохорный процесс

Для смеси газов справедлив закон Дальтона. Давление смеси идеальных газов равняется сумме парциальных давлений каждого из газов в отдельности.

Учитель проверяет заполнение таблицы, выводя на экран правильный вариант (приложение 2).

1. Закрепление.

Пользуясь алгоритмом решения (приложение 3), учащиеся разбирают решение следующей задачи:

P Представьте данный процесс в координатах V-T и p-V.

T

Решение:

Процесс 1-2 изотермическое расширение, pV=const, T=const, p ↓ V↑;

Процесс 2-3 изобарное расширение (нагревание), V/T = const, p=const, T ↑ V ↑;

Процесс 3-4 изотермическое сжатие, pV=const, T=const, p ↑, V ↓.

V p

T V

1. Домашнее задание: § 69, изопроцессы и их графики по таблице.

Приложение 1

Вариант 1

1. Как изменится давление идеального одноатомного газа при уменьшении его объема в 4 раза и увеличении абсолютной температуры в 2 раза?

А. Увеличится в 8 раз. Б, Увеличится в 4 раза. В. Увеличится в 2 раза. Г. Не изменится.

2. Вычислите давление кислорода массой 0,032 кг в сосуде объемом 8,3 м³ при температуре 100 °С.

A. 10 Па. Б. 830 Па.

B. 100 Па. Г. 373 Па.

3. Как меняется масса воздуха в помещении, если температура увеличивается?

А. Уменьшается. Б. Увеличивается. В. Не изменяется.

1. Чему равен объем 1 моля идеального газа при нормальных условиях?
   А. 1 м³. Б. 24 м³ В. 0,024 м³.

1. В баллоне находится газ при t - 27 °С. Во сколько раз уменьшится давле­ние газа, если 50 % его выйдет из баллона, а температура при этом увеличится до 600 К?

1. Масса кислорода m при давлении Р занимает объем V. Как изменится темпе­ратура газа, если при увеличении давления до 2Р его объем уменьшился в V/10?

A. Увеличится в 5 раз.
Б. Уменьшится в 5 раз.

B. Не изменится.

7. В баллоне при неизменной массе газа температура увеличилась от 1 до
2"С. Как изменилось давление?

А. Увеличилось в 2 раза. Б. Увеличилось в 1,004 раза. В. Не изменилось.

8. Что и по каким физическим величинам можно вычислить на основании уравнения Менделеева-Клапейрона?

1. Плотность газа, используя R, р, Т, М.

2. Число молекул в газе, используя V, Т, Р, с.

1. Массу молекулы, используя Т, Р, с, N_A, R.

А. 1,2,3. Б. 1,2. В. 1,3

Вариант 2

1. Как изменится давление идеального одноатомного газа при увеличении его объема и температуры в 2 раза?

A. Увеличится в 4 раза.
Б. Уменьшится в 2 раза.

B. Останется прежним.

2. Вычислите давление водорода массой 0,02 кг в сосуде объемом 8,3 м³ при температуре 100 °С.

A. 3730 Па.
Б. 373 Па.

B. 1000 Па.

3. Как изменится плотность воздуха в помещении, если температура уменьшится?

A. Не изменится.
Б. Уменьшится.

B. Увеличится.

4. Чему равны давление и температура газа при нормальных условиях?
А. р= 10⁵ Па; t- 100°С.

Б. р = 10⁵ Па; Т - 273 К.

В. р = 10^s кПа; Т = 0 К.

5. В баллоне находится газ при Т = 300 К. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 50 % его выйдет из баллона, а температура останется неизменной?

A. Уменьшится в 50 раз.
Б. Уменьшится в 2 раза.

B. Увеличится в 2 раза.

6. При нормальных условиях плотность кислорода:

A. Больше плотности водорода.
Б. Меньше плотности водорода.

B. Равна плотности водорода.

7. При повышении температуры в комнате меняется:
А. Давление.

Б. Давление и масса воздуха.

В. Масса воздуха.

8. В цилиндре с поршнем произошло увеличение давления газа больше до­пустимого за счет увеличения температуры. Как можно установить прежнее давление?

A. Увеличением объема цилиндра или уменьшением массы газа.
Б. Только уменьшением массы газа.

B. Только увеличением объема цилиндра.

Приложение 2

Приложение 3.

Ф-10 Алгоритм решения задач по теме «Газовые законы» графическим методом.

1. Определить процесс, соответствующий данному участку графика, по виду этого участка.

2. Записать формулу закона.

3. Определить с помощью графика и закона изменение объема, давления, температуры на каждом участке. Для упрощения описания изменения макропараметров ввести символы: «↑» - возрастает; «↓» - убывает.

4. Выделить поведение макропараметров на отдельных участках диаграммы.