Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний. (комбинированный урок).
Дидактические цели:
Ввести понятие изопроцесса;
Изучить газовые законы;
Научиться применять законы
Решать количественные и качественные задачи по данной теме
Задачи урока:
1.Образовательные:
Изучить изопроцессы (история открытия, модель установки для изучения зависимостей между термодинамическими параметрами, графики изопроцесса, математическая запись закона, объяснение с точки зрения МКТ);
Научить учащихся решать аналитические и графические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы.
2.Воспитательные:
Продолжить формирование познавательного интереса учащихся;
В целях интернационального воспитания обратить внимание учащихся, что физика развивается благодаря работам ученых разных стран и исторических времён;
Продолжить формирование стремления к глубокому усвоению теоретических знаний через решение задач.
3.Развивающие:
Для развития мышления учащихся продолжить отработку умственных операций анализа, сравнения и синтеза;
Осуществляя проблемно-поисковый метод самостоятельно получить из уравнения состояния Менделеева –Клапейрона газовые законы для изо процессов;
Научить применять полученные знания в нестандартных ситуациях для решения графических и аналитических задач.
Оборудование: ПК, мультимедийная установка, презентация к уроку, интерактивная доска. (Сопровождение - презентация к уроку)
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«урок по теме "Газовые законы" »
Газовые законы
СОДЕРЖАНИЕ
Уравнение состояния идеального газа …...
Понятие изопроцесса ……………………........
Изотермический процесс……………………..
Изобарный процесс ……………………………
Изохорный процесс …………………………....
Тестовые задания …………………………….....
Зависимость давления идеального (достаточно разреженного) газа от температуры и концентрации его молекул имеет вид: p = nkT
Попытаемся получить на основе этой зависимости уравнение, связывающее все три макроскопических параметра, характеризующие состояние идеального газа :p,V,T
m
m
1
N
N
NА
p =kT
n=
N=
NА
p = nkT
p =kT
V
V
M
V
M
m
NА
pV =kT
обе части уравнения умножим на V , получим :
M
NAk=R= 6,02 х 10 23 1/моль х 1 ,38 х 10 -23 Дж/К = 8,31 Дж/(моль . К)
Выберем газ с молярной массой М и рассмотрим два его состояния в закрытом сосуде (m = const)
p 1 V 1
m
=
R
M
T 1
pV
pV
m
p 1 V 1
p 2 V 2
=
=
=const
R
M
T
T
T 2
T 1
p 2 V 2
m
=
R
M
T 2
p 2 V 2
p 1 V 1
=
получил Б. Клапейрон
уравнение Клапейрона
T 1
T 2
m
уравнение
Менделеева - Клапейрона
pV = RT
получил Д.И.Менделеев
M
С помощью уравнения состояния можно исследовать процессы, в которых масса газа постоянна: m = const
Количественные зависимости между двумя параметрами газа при неизменном значении третьего параметра называют газовыми законами .
Процессы , протекающие при неизменном значении одного из параметров: p,V,T - называют изопроцессами .
процесс закон графики термодинамика
m = const
ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянной
температуре называют ИЗО ИЧЕСКИМ
ТЕРМ
pV
pV=const
при Т=const
=const
T
Закон Бойля – Мариотта : для газа данной массы
произведение давления на объем постоянно,
если температура не меняется
р1V1=р2V2
Пример : медленное расширение (сжатие)
воздуха под поршнем в сосуде
p
2
изотермическое
сжатие
изотермическое
расширение
1
р
V
1/2
1/4
1/2
1
V
1/4
2
ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
процесс закон графики термо-
динамика
m = const
Бойля -
Мариотта
изотермы
изотерми-
ческий
р
р
V
р1V1=р2V2
Т=const
T12
р2
T2
р1
T1
V
T
T
V
ВАЖНО:из двух изотерм в координатахpVвыше расположена та, на которой температура больше.
Из графиков видно, что при фиксированном значении Vр1р2, что возможно лишь при T12
ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянном
давлении называют ИЗОБАРНЫМ
V
pV
при р=const
=const
=const
T
T
Закон Гей-Люссака : для газа данной массы
отношение объема к температуре постоянно,
если давление газа не меняется
V1
V2
=
T1
T2
Пример : расширение газа при нагревании в сосуде с подвижным
поршнем при ратм=const
изобарное
нагревание
изобарное
охлаждение
V
V3
Т
V
V2
V1
T3
T1
T2
T
p 2" width="640"
ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
процесс закон графики термо-
динамика
m = const
Гей -
Люссака
изобарный
изобары
р=const
р
р
p21
V
V1
V2
р2
=
V2
T1
T2
р1
V1
V
T
T
T
ВАЖНО:из двух изобар в координатахVТвыше расположена та, на которой давление меньше.
Из графиков видно, что при фиксированном значении ТV12, что возможно лишь при p1 p2
ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянном
объеме называют ИЗОХОРНЫМ
p
pV
при V=const
=const
=const
T
T
Закон Шарля : для газа данной массы
отношение давления к температуре постоянно,
если объем газа не меняется
р1
р2
=
T1
T2
Пример : нагревание газа в лампочке накаливания при ее включении V=const
р
р Т
р3
р2
изохорное
охлаждение
изохорное
нагревание
р1
T2
T1
T3
T
ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
процесс закон графики термо-
динамика
m = const
изохорный
Шарля
Изохоры
V=const
p1
p2
V
р
р
V21
=
V2
T1
T2
p2
V1
p1
V
T
T
T
ВАЖНО:из двух изохор в координатахpТвыше расположена та, на которой объем меньше.
Из графиков видно, что при фиксированном значении Т
р1р2, что возможно лишь при V21 .
Расположите номера процессов в соответствующие колонки таблицы
р
р
р
р
V
V
4
1
6
3
2
5
T
T
T
T
V
V
р
р
р
р
V
V
7
8
9
10
11
12
:
T
T
T
T
V
V
р
р
р
V
V
13
14
р
16
18
15
17
T
T
T
V
T
V
изохорное
изобарное
изотермическое
нагревание
охлаждение
сжатие
нагревание
охлаждение
расширение
13, 14, 15
11, 12, 18
3, 5, 8
4, 6, 7
1, 2, 9
10, 16, 17
В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Как изменится температура газа, если он перейдет из состояния 1 в состояние 2 ?
V
2
1 балл
0 баллов
0 баллов
0 баллов
1
Т 2 = 4 Т 1
Т 2 = ¼ Т 1
1
Т 2 = 4/3 Т 1
Т 2 = ¾ Т 1
3
2
4
р
На рисунке показан график зависимости объема одноатомного идеального газа от температуры. Найти отношение давлений газа р 2 /р 1
V
5 2
2
0 баллов
0 баллов
0 баллов
5
1
2
2
1
4
3
V0
1 балл
5
2
Т0
Т
На рисунке представлены графики процессов, проводимых с постоянной массой идеального газа . Какой из процессов изображен на графике 1?
адиабатный изотермический
изохорный изобарный
р
1
2
3
0 баллов
0 баллов
1 балл
0 баллов
4
2
1
V
3
4
р
На рисунке показан график процесса, проведенного над 1 молем идеального газа. Найдите отношение температур Т 2 /Т 1 .
6 5 15 3
3
3р0
2
2р0
1
р0
1 балл
2
3
1
4
0 баллов
V
5V0
V0
0 баллов
3V0
0 баллов
Один моль разреженного газа сначала изотермически сжимали, а затем изохорно нагревали. На каком из рисунков изображен график этих процессов?
1 2 3 4
1
3
2
4
0 баллов
0 баллов
0 баллов
3
2
1
4
р
V
р
V
1 балл
Т
Т
V
Т
V
На диаграмме представлена зависимость объема идеального газа постоянной массы от абсолютной температуры. Как изменяется его давление в процессе 1 – 2 – 3 ?
3
1
2
0 баллов
0 баллов
0 баллов
1 балл
1
Т
на участках 1 – 2 и 2 – 3 увеличивается
на участках 1 – 2 и 2 – 3 уменьшается
на участке 1 – 2 уменьшается, на участке 2 – 3 не изменяется
на участке 1 – 2 не изменяется, на участке 2 – 3 увеличивается
2
3
4
Д
V
В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ. На рисунке показан график зависимости объема газа от его температуры.
В каком состоянии давление газа наибольшее?
А В С Д
А
С
В
0 баллов
0 баллов
0 баллов
3
4
1
2
Т
1 балл
Разреженный углекислый газ изобарно сжимается. Масса газа постоянна. Как надо изменить абсолютную температуру газа, чтобы уменьшить его объем в 4 раза?
повысить в 16 раз повысить в 4 раза
понизить в 16 раз понизить в 4 раза
0 баллов
0 баллов
0 баллов
1
2
1 балл
4
3
В цилиндрическом сосуде под поршнем находится идеальный газ, давление которого 4 х 10 5 Па и температура 300 К. Как надо изменить объем газа, не меняя его температуры, чтобы давление увеличилось до 0,8 х 10 6 Па?
увеличить в 2 раза увеличить в 4 раза
уменьшить в 2 раза уменьшить в 4 раза
0 баллов
0 баллов
2
1
0 баллов
3
4
1 балл
Давление 3 моль водорода в сосуде при температуре 300 К равно р 1 . Каково давление 1 моль водорода в этом сосуде при вдвое большей температуре?
3/2 р 1 2/3 р 1 1/6 р 1 6 р 1
0 баллов
0 баллов
0 баллов
2
3
1
4
1 балл
р,
104Па
На рисунке показан график изотермического расширения водорода массой 4 х 10 -2 кг. Определите его массу, округлив ответ до целых
300 К 332 К 600 К 900 К
60
40
0 баллов
0 баллов
0 баллов
1 балл
20
3
2
1
4
0,2
0,6
0,4
0,8
Одноатомный идеальный газ неизменной массы находится в сосуде с поршнем. Процесс изменения состояния газа показан на диаграмме. Как изменяются в ходе процесса объем, давление и температура газа?
Каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
V,м3
р
1
2
Т
Физические величины
А) объем газа
Б) давление газа
В) температура газа
их изменения
не изменяется
увеличивается
уменьшается
А Б В
Использованная литература
Физика : Учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н.Сотский. – 12-е изд. – М. : Просвещение, 2004 .
ЕГЭ 2011. Физика. Универсальные материалы для подготовки учащихся / ФИПИ – М. : Интеллект – Центр. 2011.
Самое полное издание типовых вариантов ЕГЭ: 2011, 2012 : Физика / авт. – сост. А.В.Берков, В.А.Грибов. – М.: АСТ: Астрель, 2011, 2012.
Портреты ученых – страницы свободного доступа сети интернет
Рекомендации по использованию триггеров в тестовых заданиях даны Г.Ф.Кузнецовым.