Урок по теме "Изопроцессы"

Урок по теме: «Изопроцессы»

10 класс

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Дидактические цели:

1. Ввести понятие изопроцесса;

2. Изучить газовые законы;

3. С помощью компьютерной модели получить подтверждение зависимостей термодинамических параметров и построение графиков этих зависимостей.

Задачи урока:

Образовательные:

1. Изучить изопроцессы (история открытия, модель установки для изучения зависимостей между термодинамическими параметрами, графики изопроцесса, математическая запись закона, объяснение с точки зрения МКТ);

2. Начать обучение учащихся решать аналитические и графические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы.

Развивающие:

1. Для развития мышления учащихся продолжить отработку умственных операций анализа, сравнения и синтеза;

2. Осуществляя проблемно-поисковый метод самостоятельно получить из уравнения состояния Менделеева –Клапейрона газовые законы для изо процессов;

3. Научить применять полученные знания в нестандартных ситуациях для решения графических и аналитических задач.

Оборудование: мультимедийная установка, презентация к уроку, видеофрагменты изопроцессов.

Ход урока

І. Мотивационный этап

На прошлом уроке, используя те знания, что у вас уже есть, достаточно просто получили уравнение состояния идеального газа. И теперь, зная это уравнение, можно вывести все три газовых закона. Но в истории физики эти открытия были сделаны в обратном порядке: сначала экспериментально были получены газовые законы, и только потом они были обобщены в уравнение состояния. Этот путь занял почти 200 лет.

Сегодня вы попробуете повторить путь известных физиков и самостоятельно получить формулировки газовых законов. По сравнению с 17-18 в. для вас эта задача значительно упрощена.Чтобы незначительно облегчить вам исследования, повторим основные понятия, которые потребуются для объяснения изученного вами материала.

II. Актуализация знаний.

1. Задача на уравнение Менделеева – Клапейрона с выбором ответа (Задача на слайде презентации)

2. Фронтальный опрос (Остальные ученики класса)

* Что является объектом изучения МКТ? (идеальный газ)

* Что в МКТ называют идеальным газом? (идеальный газ-модель реального газа, в котором взаимодействие между молекулами можно не учитывать)

*Для того чтобы описать состояние идеального газа используют три термодинамических параметра. Какие? (давление, температура и объём)

*Ни один термодинамический параметр нельзя изменить, не затронув один, а то и два других параметра. Каким уравнением взаимосвязаны все три ТД параметра? (уравнение Менделеева –Клапейрона)

* Назовите микроскопические параметры идеального газа (m,υ²,n,E)

* Как создаётся давление? (число ударов молекул)

* Как термодинамический параметр давление связан с микроскопическими параметрами? (основное уравнение МКТ)

* С какими микроскопическими параметрами связана температура? (υ² или E)

* Как объём связан с микроскопическими параметрами? (объём обратно пропорционален концентрации)

(проверка задачи, устное объяснение правил перевода в систему СИ;

II. Изучение газовых законов.

(Слайд с определением изопроцесса - записывают в тетради)

Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называются изопроцессами

- При изучении газовых законов нужно помнить, что три физические величины (m‚ Μ‚R являются const)

m=const m=const

= const = R

Уравнение Клапейрона Уравнение Менделеева -Клапейрона

p=const V = const T = const

1. (Слайд с уравнением Менделеева – Клапейрона)

Класс делится на группы ( 1 группа изучает изотермический процесс; 2 группа – изобарный, 3 группа – изохорный). Затем заполняем таблицу, учащиеся из группы.

Газовые законы - количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра.

Обращаем внимание на координатные оси; запись закона;

1. История открытия закона: Закон установлен экспериментально до создания молекулярно-кинетической теории газов английским физиком Робертом Бойлем в 1662 году и французским физиком Эдмоном Мариоттом в 1676 году.

2. История открытия закона: В 1787 году французский ученый Жак Шарль измерял давление различных газов при нагревании при постоянном объёме и установил линейную зависимость давления от температуры, но не опубликовал исследование. Через 15 лет к таким же результатам пришёл и Гей – Люссак и, будучи на редкость благородным, настоял, чтобы закон назывался в честь Шарля.

3. 3.История открытия закона: Закон установлен в 1802 году французским физиком Гей-Люссаком, который определяет объём газа при различных значениях температур в пределах от точки кипения воды. Газ содержали в баллончике, а в трубке находилась капля ртути, запирающая газ, расположенная горизонтально.

Просмотр видио законов:

1. Эксперт демонстрирует модель изотермического процесса, задает значение температуры - демонстрирует что происходит с зависимостями объёма и давления, пытается объяснить с точки зрения МКТ

2. Эксперт демонстрирует модель изобарического процесса, задает значение давления - демонстрирует что происходит с зависимостями объёма и температуры, пытается объяснить с точки зрения МКТ

3. Эксперт демонстрирует модель изохорного процесса, задает значение объёма - демонстрирует что происходит с зависимостями давления и температуры, пытается объяснить с точки зрения МКТ

V. Закрепление.

№ 165 (Громов С.В.)

Р p V

1 2 4 3

1 2

3 2

3

4 4 1

0 Т 0 V 0 T

Рис.1

Решение задачи начнем с заполнения таблицы по рис.1

= const

VI. Домашнее задание: на рис.1 Изображен график изменения состояния идеального газа в координатах V от T. Изобразите графики этого процесса в координатах p,V и p,T

V p 4 3 p

2 3 4 3

1

1 2

4 1 2

0 рис.1 T 0 V 0 T

= const 1 -2 p = const V T 3 – 4 p = const T V

2-3 V = const T p 4 – 1 T = const V p

Решение задачи: Баллон, содержащий газ при температуре 260 К и давлении 1,5 *10⁶ Па, внесли в помещение, где температура 290 К. Какое давление газа установится в баллоне?

Дано: Решение:

Т₁ = 260 К V= const изохорный процесс p_{1 /}T₁ = p_{2 /}T₂ p₂= (p₁* T₂)/ T₁

Т₂ = 290 К p₂= (1,5·10⁶ Па*290 К )/ 260 К = 1,67·10⁶ Па

р₁ = 1,5·10⁶ Па

V= const

Найти: р₂

VII. Подведение итогов урока