kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Урок по теме "Газовые законы"

Нажмите, чтобы узнать подробности

"Газовые законы"

Форма учебной работы: классно-урочная.

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.
Наладить дисциплину на своих уроках.
Получить возможность работать творчески.

Просмотр содержимого документа
«урок по теме "Газовые законы" »

Газовые законы

Газовые законы

СОДЕРЖАНИЕ

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 N А p =    kT n =  N = N А p = nkT p =    kT V V M V M    m N А  pV =    kT  обе части уравнения умножим на V ,  получим  : M  N A k = R =  6,02 х 10 23 1/моль х  1 ,38 х 10 -23 Дж/К = 8,31 Дж/(моль . К) R = 8,31 Дж/(моль  К)  – универсальная газовая постоянная m уравнение состояния идеального газа  pV = RT M

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

N А

p = kT

n =

N =

N А

p = nkT

p = kT

V

V

M

V

M

m

N А

pV = kT

обе части уравнения умножим на V , получим :

M

N A k = R = 6,02 х 10 23 1/моль х 1 ,38 х 10 -23 Дж/К = 8,31 Дж/(моль . К)

R = 8,31 Дж/(моль К) – универсальная газовая постоянная

m

уравнение состояния идеального газа

pV = RT

M

m  pV m  pV = RT = R  в виде Запишем уравнение состояния M M T 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

m

pV

m

pV = RT

=

R

в виде

Запишем уравнение состояния

M

M

T

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

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 р 1 V 1 = р 2 V 2 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

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

р 1 V 1 = р 2 V 2

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 р 1 V 1 = р 2 V 2  Т =  const   T 1  2 р 2  T 2 р 1  T 1 V  T T V ВАЖНО :  из двух изотерм в координатах   pV  выше расположена та, на которой температура больше . Из графиков видно, что при фиксированном значении   V  р 1  р 2 , что возможно лишь  при  T 1  2

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ

процесс закон графики термо-

динамика

m = const

Бойля -

Мариотта

изотермы

изотерми-

ческий

р

р

V

р 1 V 1 = р 2 V 2

Т = const

T 1 2

р 2

T 2

р 1

T 1

V

T

T

V

ВАЖНО : из двух изотерм в координатах pV выше расположена та, на которой температура больше .

Из графиков видно, что при фиксированном значении V р 1 р 2 , что возможно лишь при T 1 2

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС Процесс изменения состояния газа при постоянном давлении называют ИЗО БАР НЫМ    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   V 1    V 2  =  T 1 T 2 Пример : расширение газа при нагревании в сосуде с подвижным  поршнем при р атм =  const    изобарное нагревание изобарное охлаждение V V 3 Т V V 2 V 1 T 3  T 1  T 2  T

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС

Процесс изменения состояния газа при постоянном

давлении называют ИЗО БАР НЫМ

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

V 1

V 2

=

T 1

T 2

Пример : расширение газа при нагревании в сосуде с подвижным

поршнем при р атм = const

изобарное

нагревание

изобарное

охлаждение

V

V 3

Т

V

V 2

V 1

T 3

T 1

T 2

T

p 2" width="640"

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ

процесс закон графики термо-

динамика

m = const

Гей -

Люссака

изобарный

изобары

р = const

р

р

p 2 1

V

V 1

V 2

р 2

=

V 2

T 1

T 2

р 1

V 1

V

T

T

T

ВАЖНО : из двух изобар в координатах V Т выше расположена та, на которой давление меньше.

Из графиков видно, что при фиксированном значении Т V 1 2 , что возможно лишь при p 1 p 2

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС Процесс изменения состояния газа при постоянном объеме называют ИЗО ХОР НЫМ     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   р 1    р 2  =  T 1 T 2 Пример : нагревание газа в лампочке накаливания при ее включении  V=  const    р р Т р 3 р 2 изохорное охлаждение изохорное нагревание р 1 T 2  T 1  T 3  T

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС

Процесс изменения состояния газа при постоянном

объеме называют ИЗО ХОР НЫМ

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

р 1

р 2

=

T 1

T 2

Пример : нагревание газа в лампочке накаливания при ее включении V= const

р

р Т

р 3

р 2

изохорное

охлаждение

изохорное

нагревание

р 1

T 2

T 1

T 3

T

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ  процесс закон графики термо-  динамика  m = const  изохорный  Шарля  Изохоры  V  =  const     p 1    p 2  V р р V 2  1 =  V 2 T 1 T 2 p 2 V 1 p 1 V T T T ВАЖНО :  из двух изохор в координатах   p Т выше расположена та, на которой объем меньше. Из графиков видно, что при фиксированном значении   Т  р 1  р 2 , что возможно лишь  при  V 2   1 .

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ

процесс закон графики термо-

динамика

m = const

изохорный

Шарля

Изохоры

V = const

p 1

p 2

V

р

р

V 2 1

=

V 2

T 1

T 2

p 2

V 1

p 1

V

T

T

T

ВАЖНО : из двух изохор в координатах p Т выше расположена та, на которой объем меньше.

Из графиков видно, что при фиксированном значении Т

р 1 р 2 , что возможно лишь при V 2 1 .

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

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 V 0 1 балл 5 2 Т 0 Т На рисунке представлены графики процессов, проводимых с постоянной массой идеального газа . Какой из процессов изображен на графике 1?
  • 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

V 0

1 балл

5

2

Т 0

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 3р 0 2 2р 0 1 р 0 1 балл 2 3 1 4 0 баллов  V 5 V 0 V 0 0 баллов 3 V 0 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

р

  • На рисунке показан график процесса, проведенного над 1 молем идеального газа. Найдите отношение температур Т 2 /Т 1 .

6 5 15 3

3

0

2

0

1

р 0

1 балл

2

3

1

4

0 баллов

V

5 V 0

V 0

0 баллов

3 V 0

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

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?
  • 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, 10 4 Па 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

р,

10 4 Па

  • 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

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.


Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Физика

Категория: Уроки

Целевая аудитория: 10 класс.
Урок соответствует ФГОС

Скачать
урок по теме "Газовые законы"

Автор: Чернышева Светлана Владимировна

Дата: 14.09.2015

Номер свидетельства: 230790

Похожие файлы

object(ArrayObject)#853 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(121) "Интегрированное занятие на тему:  "Газовые законы и их применение" "
    ["seo_title"] => string(73) "intieghrirovannoie-zaniatiie-na-tiemu-gazovyie-zakony-i-ikh-primienieniie"
    ["file_id"] => string(6) "136103"
    ["category_seo"] => string(6) "fizika"
    ["subcategory_seo"] => string(5) "uroki"
    ["date"] => string(10) "1417026443"
  }
}
object(ArrayObject)#875 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(76) "разработка урока на тему "Газовые законы" "
    ["seo_title"] => string(41) "razrabotka-uroka-na-tiemu-gazovyie-zakony"
    ["file_id"] => string(6) "199385"
    ["category_seo"] => string(6) "fizika"
    ["subcategory_seo"] => string(5) "uroki"
    ["date"] => string(10) "1428574495"
  }
}
object(ArrayObject)#853 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(80) "Презентация к уроку по теме "Газовые законы""
    ["seo_title"] => string(49) "priezientatsiia_k_uroku_po_tiemie_gazovyie_zakony"
    ["file_id"] => string(6) "384344"
    ["category_seo"] => string(6) "fizika"
    ["subcategory_seo"] => string(11) "presentacii"
    ["date"] => string(10) "1485491419"
  }
}
object(ArrayObject)#875 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(104) "Конспект урока физики в 10 классе по теме "Газовые законы" "
    ["seo_title"] => string(61) "konspiekt-uroka-fiziki-v-10-klassie-po-tiemie-gazovyie-zakony"
    ["file_id"] => string(6) "104931"
    ["category_seo"] => string(6) "fizika"
    ["subcategory_seo"] => string(5) "uroki"
    ["date"] => string(10) "1402770855"
  }
}
object(ArrayObject)#853 (1) {
  ["storage":"ArrayObject":private] => array(6) {
    ["title"] => string(76) "Конспект урока по физике "Газовые законы" "
    ["seo_title"] => string(42) "konspiekt-uroka-po-fizikie-gazovyie-zakony"
    ["file_id"] => string(6) "122203"
    ["category_seo"] => string(6) "fizika"
    ["subcategory_seo"] => string(5) "uroki"
    ["date"] => string(10) "1414167044"
  }
}




Распродажа видеоуроков!
ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства