Практикум із розв’язування задач. Молекулярна фізика.

Тема: Практикум із розв’язування задач. Молекулярна фізика.

Мета: узагальнити  знання учнів з вивченої теми; розвивати здібність учнів розв’язувати творчі завдання та завдання підвищеної складності.

Формування ключових компетентностей: 

 Основні компетентності у природничих науках і спецдисциплінах;  продовжити формувати математичні компетентності учнів;   формувати уміння вчитися впродовж життя.

Тип уроку: удосконалення навичок розв’язання задач. Обладнання та наочність:  збірник задач .

Хід уроку

І. Організаційний етап

Привітання учнів. Перевірити готовність учнів до уроку. 

 

ІІ. Актуалізація опорних знань та вмінь

Запитання для фронтального опитування:

1.     Сформулюйте основні положення молекулярно-кінетичної теорії.

2.     Як обчислити масу молекули?

3.     Як обчислити кількість молекул в даному тілі?

4.     Який вигляд має основне рівняння МКТ ?

5.     Що називають ідеальним газом?

6.     Який вигляд має рівняння стану ідеального газу?

7.     Сформулюйте газові закони, що описують різні ізопроцеси.

8.     Що називають відносною вологістю повітря?

9.     За якою формулою обчислюють відносну вологість повітря?

10.За якою формулою обчислюють висоту підняття рідини в капілярі?

11.Що називають деформацією тіла?

12.Що називають механічною напругою?

13.За якою формулою обчислюють механічну напругу?

14.Як формулюється закон Гука? Запишіть відповідну формулу.

 

ІІІ. Розв’язування задач

 

Розв’язування задач (для групи перукарів):

 

1.      Як визначити діаметр волосини в домашніх умовах, використовуючи лінійку та олівець?

Відповідь: візьміть волосину з гребінця, намотайте її щільно на олівець та виміряйте ширину. Підрахуйте кількість отриманих витків. Поділіть ширину на кількість витків та отримаєте діаметр волосини.

2.      Скільки молекул ізобутану () міститься в балоні лаку для волосся об’ємом 225 мл? (густина ізобутану рівна 2,51 кг/м³).

СІ Розв’язання:

0,225м³              ⇨ N=N_А;

                                                                                                                     М

                                         М (Скг/моль

N=6

Відповідь: 58,4410²³.

3.      У балоні з пінкою для укладання волосся місткістю 150 мл знаходиться суміш газів, що складається з бутану (  ) масою 20 г і пропану (  ) масою 2 г при температурі 298 К. Знайти тиск суміші газів на стінки посудини.

Дано:                                    СІ Розв’язання:

V = 150мл        0,15·10^-3 м³ маса суміші газів 

С= 20г 0,02кг m = m(С_{4 10})+m(С_{3 8}) =2210^-3 кг;

С = 2г                  0,002кг молярна маса суміші газів

Т = 298К М=М(С_{4 10})+М(С_{3 8}); М=10210^-3 кг/моль.               Із рівняння Клапейрона:     рV RТ , р - ?   

отримаємо р= кПа3561 кПа

Відповідь: 3561кПа.

 

4. В перукарні відносна вологість повітря рівна 60 %. Знайдіть абсолютну вологість, якщо температура в приміщенні рівна 22С.

Дано:                                                  Розв’язання:

φ = 60%      φ = ·100% ; при t = 22°С , = 19,4 г/м³ t = 22°С                       = 11,64 г/м₃.

       ^{- ?}          Відповідь: 11,64 г/м³.

 

5. Яка рідина поширюється по волосині діаметром 80 мкм на відстані 20 см від її кореня, якщо поверхневий натяг рівний 40 м /м? Знайдіть густину цієї рідини.

Дано:                                     СІ Розв’язання:

d = 80мкм 80·10^-6м висота підняття рідини по капілярам, якщо h = 20см ^{0,2м -3} відомий діаметр визначають формулою: h=,

σ = 40м /м                                40·10 /м³                                                                                     

 звідки     кг/м ; мильний розчин ρ - ?  Відповідь: мильний розчин; 1000кг/м³.

 

6.                  Поясніть: що відбувається під час сушіння волосся? Відповідь: спостерігається явище випаровування.

 

7.                  Із яких матеріалів виготовляють шапочки для фарбування волосся? Відповідь: полімери (поліпропілен).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язування задач (для групи кравців):

 

1.                  У балоні аерозольної фарби для тканини, місткістю 100 мл знаходиться суміш газів, що складається з бутану () масою 12 г і пропану () масою 4 г при температурі 298 К. Знайти тиск суміші газів на стінки балончика з фарбою.

СІ Розв’язання:

0,100м³ маса суміші газів 

0,12кг m = m(С_{4 10})+m(С_{3 8}) =1610^-3 кг;

0,004кг молярна маса суміші газів М=М(С_{4 10})+М(С_{3 8}); М=10210^-3 кг/моль. Із рівняння Клапейрона:    

рV RТ , отримаємо                                             

 

р Па = 3885кПа

 

Відповідь: 3885кПа.

 

2.                  Порівняйте тиск бутану та пропану на стінки балончика з фарбою, якщо вони мають однакову концентрацію молекул та середні квадратичні швидкості їхнього руху рівні між собою.

Дано: Розв’язання:

n(С_{4 10}) =n(С_{3 8}) = n за                  основним      рівнянням      МКТ       маємо 

 р (С;

- ?                         р (С.

рС                                                                                                                                              

Маса однієї молекули ; для бутану

 

молярна маса М(С_{4 10})=5810^-3 кг/моль; для пропану М(

тоді  рС С МС 

Відповідь: отже тиск бутану в 1,32 раз більший ніж тиск пропану.

 

3. У баку парової праски місткістю 5 л знаходиться насичена водяна пара при температурі 40С. Скільки води утвориться в баку при зниженні температури до 20?

Дано:                                                    Розв’язання:

V = 5·10^-3м³ При =40С, ρ_н =51,2 г/м³; =ρ_н=25610^-3 г;

^t t¹2 ⁼=  20°С^40°С   при m( О)==20С, - ρ_н=256=17,310 г/м-3 г³-; 86,5=10ρ_н-3 г=169,5=86,51010^-3- 3г; г=169,5            мг

                                                2          

               - ?         Відповідь: 169,5мг.

 

 

 

 

 

4. Звичайна швацька голка має довжину 3,5 см і масу 0,1 г. Чи достатньо поверхневого натягу води для того, щоб утримувати голку на поверхні?

 

Дано:          СІ Розв’язання: d = 80мкм      3,5·10^-2м     _пн=   , _т

m = 0,1г 0,1·10-3кг ^т в 5,11 рази, отже вода σ = 73м /м 73·10-3 /м т

 утримує голку на поверхні 

Відповідь: вода утримує голку на поверхні.

-            ?  т       

5.               У скільки разів відносне подовження нитки діаметром 0,5 мм більше, ніж нитки діаметром 0,8 мм, якщо до кінців ниток прикладені однакові сили?

СІ Розв’язання:

5·10^-4м

                                                                          8·10-4_м   ; S  ⇨                               ⇨

Відповідь: відносне подовження нитки з меншим діаметром у 2,56 раз більше ніж з більшим діаметром.

 

6.               Знайдіть механічну напругу бавовняної нитки діаметром 0,1 мм, якщо її розривне навантаження рівне 7,15  .

Дано:          Розв’язання: d = 0,1·10-3м        4 Па = 91кПа.

F_р = 7,5 

                                        Відповідь: 91кПа.

-            ?

ІV. Підведення підсумків уроку

Учитель підбиває підсумок уроку, вказує на недоліки у розв’язуванні задач і оцінює роботу учнів.

V. Домашнє завдання

Повторити § §17 – 20, §§ 27 – 33  .