УРОК №

ПРЕДМЕТ: фізика

 

ТЕМА ПРОГРАМИ:  Властивості газів, рідин, твердих тіл

 

ТЕМА УРОКУ:  Ізопроцеси в газах.

 

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

 

МЕТА УРОКУ:

 Сформувати поняття про ізопроцеси в газах, зокрема дослідити їх з погляду МКТ, формувати науковий світогляд; сформувати вміння будувати й аналізувати графіки ізопроцесів у різних системах координат; закріпити матеріал за допомогою розв’язування задач, виконання віртуальної лабораторної роботи, перевірочних тестів.

 Розвивати  вміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між  явищами, виходячи з положень МКТ, формувати розуміння меж застосування моделі ідеального газу; розвивати  математичний апарат фізики, вміння систематизувати і описувати результати, сприяти активізації творчого мислення і розвитку мотивації навчання шляхом використання переваг інтерактивних методів навчання.

 Показати практичне застосування ізопроцесів у природі, науці й техніці; підвищувати інтерес до предмету, стимулювати пізнавальну активність учнів; сприяти розвитку комунікативних якостей особи в процесі парно-групової роботи

 

Методи навчання, прийоми: елементи бесіди, проблемні питання, експеримент-дослідження, робота в парах

 

Форма організації навчальної діяльності: урок-дослідження з використанням комп’ютерної техніки

 

Дидактичне забезпечення: опорний  конспект, ілюстративний матеріал, роздатковий матеріал

 

Матеріально-технічне забезпечення:  комп’ютер, презентація

 

 Міжпредметні зв’язки: інформатика, математика, природознавство, українська мова.

 

Епіграф уроку

                                                               Існує лише те, що можна     виміряти.

                                                                                          Макс Планк

 

                                                                     В кожній людині є Сонце.

                                                                    Тільки дайте йому світити.

                                                                                                 Сократ    

Хід уроку

 

1. Актуалізація знань

1. Фізичний диктант
2. Бліц турнір:

 

1.Що є об’єктом вивчення МКТ

2.Що в МКТ називається ідеальним газом?

          3.Що ви розумієте під параметрами газу?

4.Які термометричні параметри характеризують стан газу?

5.Яке рівняння пов’язує між собою всі три термодинамічні параметри? 6.Записати рівняння Менделєєва-Клапейрона

7.Який фізичний зміст рівняння стану газу?

8.Що таке абсолютний нуль температури? Абсолютна шкала температур?

9.Назвіть одиницю абсолютної температури.

10.Який зв’язок  існує між температурою і абсолютною температурою?

11.Чому дорівнює універсально газова стала?

 

3.Використовуючи рівняння стану ідеального газу, обчисліть невідомий параметр.  ( робота в групах)

 

IІ. Мотивація навчальної діяльності

  Багато процесів зміни стану газів у природі й у теплових машинах відбуваються так, що один із трьох макроскопічних параметрів (V, P або T) залишається або спеціально підтримується постійним. Два інших параметри при цьому змінюються.

Такий перехід називається  ізопроцесом, а рівняння його закономірності - газовим законом.

Ізопроцеси - процеси, які відбуваються при незмінному значенні одного із параметрів.

Газовий закон – кількісна залежність між двома термодинамічними параметрами газу при фіксованому значенні третього.

Газових законів, як і ізопроцесів – три. Використовуючи рівняння стану ідеального газу, можна вивести всі три закони за 10 хвилин. Але в історії фізики ці відкриття були зроблені в зворотному порядку: спочатку експериментально було отримано газові закони, і лише потім вони були узагальнені в рівняння стану. Цей шлях зайняв майже 200 років: перший газовий закон було отримано у 1662 році фізиками Бойлем та Маріоттом, рівняння стану – в 1834 році Клапейроном, а більш загальна форма рівняння – в 1874 році Д.І.Менделєєвим.

 

ІII. Вивчення нового матеріалу

Наша подальша робота будується в такий спосіб:

Ми повинні заповнити таблицю, що характеризує процес (для прикладу один з процесів характеризуємо разом, а два інших – групами з наступним поясненням і презентаціями).

 

 

План викладання матеріалу.

1.              Визначення процесу
2.              Історія відкриття закону
3.              Формула і формулювання закону
4.              Графічне зображення

 

 

Ізопроцес	Сталий параметр	Газовий закон	Формула	Графіки

 

 

 

1. Ізотермічний процес – процес зміни стану термодинамічної системи при сталій температурі.

Для ідеального газу ізотермічний процес описується законом Бойля-Маріотта.

Закон встановлено експериментально до створення молекулярно-кінетичної теорії газів англійським фізиком Робертом Бойлем в 1662 році та французьким абатом Едмоном Маріоттом, який описав незалежно від Бойля аналогічні досліди 1676 році.

Закон Бойля-Маріотта (ізотермічний процес, T=const)

 

 

Для газу даної маси при сталій температурі добуток тиску на об’єм сталий.

 

 

 

 

 

 

ізотерми

 

Закон Бойля-Маріотта справедливий для всіх газів, а також і для їх сумішей, наприклад, для повітря. Лише при тисках, в кілька сотень раз більших атмосферного, відхилення від цього закону стають суттєвими.

 

Ізотермічним можна приблизно вважати процес повільного стиску повітря або розширення газу під поршнем насосу при відкачуванні його з посудини. Правда температура газу при цьому змінюється, але в першому наближенні цими змінами можна знехтувати. Використовують закон Бойля-Маріотта у повітряних двигунах.

 Газові закони активно працюють не лише в техніці, але й в живій природі, широко застосовуються в медицині.

 

2. Ізобарний процес – процес зміни стану термодинамічної системи, що протікає при сталому тиску.

 

Для ідеального газу ізобарний процес описується законом Гей-Люссака.

Закон встановлений в 1802 році французьким фізиком Гей-Люссаком, який визначав  об’єм газу при різних значеннях температур в межах від точки кипіння води. Газ тримали в балончику, а в трубці знаходилась крапля ртуті, що закривала газ, який розміщувався горизонтально.

 

Закон Гей-Люссака (ізобарний процес p=const)

 

 

Для газу даної маси при сталому тиску відношення об’єму до температури є сталою величиною.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ізобари

 

Ізобарним можна вважати розширення газу при нагріванні його в циліндрі з рухомим поршнем. Сталість тиску в циліндрі забезпечується атмосферним тиском на зовнішню поверхню поршня.

 

3. Ізохорний процес – процес зміни стану термодинамічної системи, що протікає при сталому об’ємі.

 

Для ідеального газу ізохорний процес описується законом Шарля.

В 1787 році французький вчений Жак Шарль виміряв тиск різних газів при нагріванні при сталому об’ємі і встановив лінійну залежність тиску від температури, але не публікував дослідження. Через 15 років до таких же результатів прийшов і Гей-Люссак і, будучи на рідкість благородним, настояв, щоб закон називався на честь Шарля.

 

Закон Шарля (ізохорний процес, V=const)

 

 

Для газу даної маси при сталому об’ємі відношення тиску до температури є величиною сталою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ізохори

 

Ізохорним можна вважати збільшення тиску газу в довільній ємності або в електричній лампочці при нагріванні.

 

IV. Закріплення знань, умінь, навичок.

1. Дано графіки процесів в різних системах координат

 

Знайти у всіх трьох системах координат:

1.               ізотерми;
2.              ізохори;
3.               ізобари.

 

 

 

 

 

2. Чим відрізняються стани А і Б газу даної маси?

 

 

 

 

 

 

 

 

3. При температурі 27^оС тиск газу в закритій посудині був 75кПа. Яким буде тиск цього газу при температурі  - 13^оС?

 

Дано: V = const t1 = 27oC p1 = 75кПа t2 = -13oC	300oK 75∙103Па 263oC
p2 – ?

              Розв’язання:

 За законом Шарля: р/Т = const.

р₁/Т₁ = р₂/Т₂,

р₁Т₂ = р₂Т₁,

р₂ = р₁Т₂/Т₁,

р₂ = 75∙10³∙263/300 = 65кПа.

Відповідь: 65кПа.
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V. Підведення підсумків.

 

1. Підсумок уроку.
2. Рефлексія.

Інтерактивна вправа «Сходинки успіху»

Дайте оцінку роботи на уроці з позиції:

 

 

 «Я»   0_____________12

 

  «Ми»     0_____________12

 

    «Урок»   0_____________12

 

3. Про що нове дізнались? Чого навчились?
4. Домашнє завдання:  Вивчити конспект, п.42-45