Урок «Ізопроцеси. Газові закони»

Про матеріал

Методична розробка уроку з матеріалами для організації самостійної навчально-пізнавальної діяльності учнів та розвитку їх творчих здібностей

Перегляд файлу

Урок «Ізопроцеси. Газові закони»

Мета уроку:

Навчальна: формувати вміння учнів застосовувати рівняння стану ідеального газу для визначення одного з макропараметрів системи, ввести поняття ізопроцесів та вивести закони Бойля-Маріотта, Гей-Люссака, Шарля для ізопроцесів;

Розвивальна: з метою розвитку мислення розвивати вміння аналізувати навчальний матеріал, умову задачі, хід розв’язання задач; продовжити формування математичної компетентності учнів при аналізі графічних залежностей p(V), p(T), V(T);

Виховна: виховувати уважність, зібраність, спостережливість.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

ХІД УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. ПЕРЕВІРКА ВИКОНАННЯ ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

1. Чому дорівнює універсальна газова стала?

А	Б	В	Г
1,38·10^-23 Дж/К	8,31 Дж/моль·К	6,02·10²³ моль^-1	9,8 м/с²

2. Як зміниться тиск гелію масою 2 кг, якщо його об’єм збільшили в 4 рази і температуру збільшили в 4 рази? (1 бал).

А	Б	В	Г
Збільшиться в 16 разів	Зменшиться в 16 разів	Збільшиться в 4 рази	Не зміниться

3. На поверхні Венери температура й атмосферний тиск відповідно дорівнюють 750 К і 9120 кПа. Знайти густину атмосфери біля поверхні планети, вважаючи, що вона складається з вуглекислого газу (М = 44·10^-3 кг/моль). (3 бали).
*Дано:*	*СІ:*	*Розв’язання*
T = 750 К р = 9120 кПа М = 44·10^-3 кг/моль R = 8,31 Дж/моль·К	9,12·10⁶ Па	, pV = =	= =
‒ ?		= =
		= = 64,4

Відповідь: = 64,4 .

ІІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Вправа «Мозковий штурм»

1. Що називають ідеальним газом?

2. Які макроскопічні параметри характеризують ідеальний газ?

3. Що називають рівнянням стану ідеального газу?

4. Запишіть рівняння стану ідеального газу у вигляді рівняння Менделєєва Клапейрона та рівняння Клапейрона. Яке з рівнянь містить більше інформації?

ІV. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Запитання до учнів:

1. Чи завжди усі макроскопічні параметри змінюються?

2. Чи можливі випадки, коли один з параметрів залишається постійним?

План вивчення теми

1. Ізопроцеси. Газові закони.

2. Ізотермічний процес.

3. Ізобарний процес.

4. Ізохорний процес.

ІV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Ізопроцеси. Газові закони.

Багато процесів зміни стану газів у природі і в теплових машинах відбуваються так, що один з трьох макроскопічних параметрів (T, p, V) залишаються або спеціально підтримуються сталими, а два других параметра при цьому змінюються.

Ізопроцеси – це процеси, за яких один з макроскопічних параметрів – температура, тиск або об’єм – залишаються постійними.

Кількісні залежності між двома параметрами газу при незмінному значенні третього параметра називають газовими законами.

2. Ізотермічний процес

Процес зміни стану газу при сталій температурі називають ізотермічним процесом.

Поставимо дослід: обертаючи гвинт, збільшимо об’єм гофрованого

Чи змінюються покази манометра? Як?

Чи змінювалась температура і маса повітря в гофрованому циліндрі під час досліду?
Що можна сказати про залежність тиску даної маси повітря від об’єму при сталій температурі?

циліндра.

За допомогою рівняння стану ідеального газу встановимо кількісну залежність між двома параметрами газу при незмінному значенні третього (m = const):

при Т₁ = Т₂ = Т = const => або

Закон Бойля ‒ Маріотта: для газу даної маси добуток тиску та об’єму газу залишається сталим при незмінній температурі.

Закон встановлено експериментально Р. Бойлем (1662 р.) і Е. Маріоттом (1676 р.).

Пояснення закону Бойля — Маріотта з позиції МКТ: під час стискання газу, тобто зменшення об’єму, збільшується концентрація його молекул і густина, внаслідок чого зростає кількість ударів молекул газу об стінки посудини, в якій він міститься, тобто тиск зростає. І навпаки, з розширенням газу тиск зменшується.

Графічне зображення ізотермічного процесу

3. Ізобарний процес.

Завдання для учнів І групи

1. Вивчити ізобарний процес за підручником § 30

2. Розглянути анімацію ізобарного процесу.

ЕОР: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/2f128994-0de0-6244-4051-2b036042082a/00144676710093346.htm

3. Створити опорний конспект.

4. Представити результати досліджень.

4. Ізохорний процес.

Завдання для учнів ІІ групи

1. Вивчити ізохорний процес за підручником § 30.

2. Розглянути анімацію ізохорного процесу.

ЕОР: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/57b38a44-5256-65ac-51d1-d3d882ec08ba/00144676728630378.htm

3. Створити опорний конспект.

4. Представити результати досліджень.

V. ПЕРЕВІРКА ПЕРВИННОГО РОЗУМІННЯ

Завдання учням: створи опорний конспект, заповнюючи проміжки у схемах

……………. – це процеси, за яких один з макроскопічних параметрів – температура, тиск або об’єм залишаються постійними.

Кількісні залежності між двома параметрами газу при незмінному значенні третього параметра називають …………….

Рівняння Клапейрона

Закон Бойля — Маріотта

Ізотермічний процес

Т₁ = Т₂ = Т = const

= const

ізотерми

Закон ………………..

…………………… процес

… = … = … = const

const

……………….

Закон …………………

…………………… процес

… = … = … = const

const

……………….

VІ. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ

1) На дошці демонструється інтерактивна модель (Репетитор 1С).

Запитання до учнів

Який процес представлено?
Який параметр газу є незмінним?
Як називається закон?
Як називається графік процесу?

2) Виконаємо разом: заповнимо пропуски в рішенні

Середній рівень

Задача 1. Балони електричних ламп заповнюють азотом за тиску 50,7 кПа і температури 17°C. Визначити тиск у ввімкненій лампі в момент, коли температура газу досягне 360 К.

Дано:

СІ:

50,7·… Па

Розв’язання:

Балон лампи закритий, …= const, процес …...

= , => р₂ = , = = Па.

Т = t + 273, Т = … + 273 = 290 (К).

… = 50,7 кПа

t₁ = 17°C

… = 360 К

р₂ ‒ ?

р₂ = = 62,9·Па).

Відповідь: = 62,9 кПа.

Задача 2. З газом даної маси виконали процес, зображений на графіку рис.1. Зробіть аналіз процесу і заповніть таблицю……

Ділянка

Const

Ізопроцес

Закон

Як змінюються величини ( ↑ або ↓ )

1 – 2

…

ізобарний

……….

2 – 3

…………..

………..

Достатній рівень

Задача 3. Побудуйте процес, зображений на рис. 1, в координатах р(T)., V(Т).

3) Практичний тренінг (робота в малих групах)

Початковий рівень

Розташуйте номера процесу у відповідні колонки таблиці.

*Ізохорне*		*Ізотермічне*		*Ізобарне*
*нагрівання*	*охолодження*	*нагрівання*	*охолодження*	*нагрівання*	*охолодження*

Середній рівень

Група 1

Група 2

Газ міститься в закритому балоні за температури 294 К і тиску 810 кПа. За якої температури тиск газу дорівнюватиме 1,12 МПа?

Дано:

СІ:

… = 294 К

р₁ = 810 кПа

… = 1,12 МПа

Т₂ ‒ ?

У циліндрі під поршнем ізобарно охолоджують 20 л газу від температури 353 К до 303 К. Який стане об’єм охолодженого газу?

Дано:

СІ:

V₁ = …

Т₁ =353 К

… = 303 К

V₂ ‒ ?

Група 3

Група 4

Тиск повітря у шинах велосипеда при температурі 12 ⁰С дорівнює 1,5·10⁵ Па. Яким стане тиск при 42 ⁰С?

Дано:

СІ:

t ₁ = …

р₁ = …

… = 42 ⁰С

p₂ ‒ ?

Газ стиснули ізотермічно від об’єму 8 л до об’єму 6 л. Яким був початковий тиск газу, якщо після стискання він став рівним 1,6·10⁴ Па?

Дано:

СІ:

V ₁ = …

… = 6 л

р₂₌ …

р₁ ‒ ?

VІІ. РЕФЛЕКСІЯ

VІІІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Вивчити за підручником Бар’яхтар В. Г. Фізика 10 кл., рівень стандарту §30

2. Розв’язати задачі

Середній рівень

1. На рисунку наведено графіки ізотермічних процесів, що відбуваються з 1 моль ідеального газу. Порівняйте температури газу під час цих процесів.

А	Б	В	Г
Т₁ = Т₂ = Т₃	Т₁ < Т₂ < Т₃	Т₁ > Т₂ > Т₃	Т₁ < Т₂ > Т₃

2. У балоні міститься кисень при температурі 12 ⁰С і тиску 2,53·10⁶ Па. За якої температури виникне загроза вибуху балона, якщо балон може витримати тиск не більше 3,04·10⁶ Па?

А	Б	В	Г
Від 24 ⁰С до 34 ⁰С	Від 34 ⁰С до 50 ⁰С	Від 50 ⁰С до 65 ⁰С	Від 65 ⁰С до 75 ⁰С

Достатній рівень

3. Сосуд, у якому знаходиться газ під тиском 1,4·10⁵ Па, з’єднали з порожнім сосудом об’ємом 6 л. Після цього в обох сосудах встановився тиск 10⁵ Па. Знайти об’єм першого сосуда. Процес вважати ізотермічним

docx

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)

Коздоба Тетяна Володимирівна

Пов’язані теми

Фізика, 10 клас, Розробки уроків

Додано

25 грудня 2021

Переглядів

2146

Оцінка розробки

Відгуки відсутні