Урок "Рівняння стану ідеального газу"

Про матеріал
Методична розробка уроку з фізики для 10 класу на тему " Рівняння стану ідеального газу"
Перегляд файлу

 

 

    Тема уроку:  Рівняння стану ідеального газу.  

    Мета уроку: 

    навчальна: вивчити рівняння стану ідеального газу і перевірити на досліді його справедливість. Навчити учнів розв’язувати задачі з його використанням;

     розвиваюча: розвивати спостережливість, логічне та творче мислення, інтерес до фізичної науки; сприяти розвитку пізнавальних здібностей учнів;

     виховна: розширити світогляд учнів про газоподібні речовини, виховувати вміння формулювати і відстоювати свою думку, впевненість у власних здібностях і знаннях.

     Тип уроку: Урок засвоєння нових знань.

     Обладнання:  Гофрований циліндр, манометр, з’єднувальні трубки, посудина з теплою водою, термометр, портрети Менделєєва і Клапейрона, таблиці, карточки тестів для контролю знань.

ХІД УРОКУ.

I.   Актуалізація опорних знань.

1.  Завдання на карточках тестового контролю(для 4 учнів).

2.  Дати відповіді на запитання:

а) Назвіть основні положення МКТ.

б) Назвіть основні властивості газів і як вони залежать від молекулярної будови.

в)  Який газ називають ідеальним?

г)  Якими основними параметрами характеризують газ(термодинамічну систему - p, V, T)?

д)  Що визначає основне рівняння МКТ?

е)  Записати і пояснити рівняння МКТ.

;        ;        

 

є)  Записати рівняння залежності тиску ідеального газу від концентрації і температури. ( p=nkT )

ж)  Що називають концентрацією? Як її визначити?

 

                                 

 

з)   За якою формулою можна визначити кількість молекул газу, якщо відомий газ і його маса?

 

     ;                      ;                        

 

II.  Мотивація навчальної діяльності учнів.

       Рівняння для визначення тиску ідеального газу ми вивчили, це основне рівняння МКТ. А як визначати інші параметри ідеального газу – об’єм і температуру, без використання термометра і вимірювання об’єму посудини? І чи пов’язані тиск, об’єм і температура між собою?

III.  Повідомлення теми і мети уроку.

IV.   Сприйняття та первинне усвідомлення матеріалу.

  1. Рівняння стану ідеального газу.

     Рівняння стану ідеального газу – це рівняння що пов’язує між собою параметри стану ідеального газу - тиск, об’єм і температуру.

2.   Приклади  взаємозвязку  між тиском , обємом  і температурою газу.

       а).    змінюємо об’єм – змінюється тиск ( демонструємо дослід з гофрованим циліндром з’єднаним з манометром ).

       б).   змінюємо температуру – змінюється тиск ( гофрований циліндр поміщуємо в гарячу воду ).

        в).   від зміни температури може змінюватися об’єм ( наводимо приклади зміни об’єму м’яча на сонці або морозі ).

        г).   від раптової зміни тиску або об’єму змінюється також  температура газу ( це використовують в холодильниках і в теплових насосах ).

3.   Виведення рівняння Менделєєва-Клапейрона.

 Виведемо рівняння, яке повязує між собою тиск, об’єм і температуру, використавши основне рівняння МКТ.

 

;            ;                          ;          

;                 ;               

 

R – універсальна газова стала;      R=8.31 Дж/моль∙К

 

  ;                                         

 

      4.   Виведення рівняння Клапейрона.

Для даної маси газу  m=Const;   M=Const;     R=Const;

 

;                                  ;                                

 

  1.  Експериментальна перевірка рівняння стану ідеального газу.

 Перевіряємо значення  pV/T даної маси газу, який знаходиться в гофрованому циліндрі, при кімнатній температурі і помістивши циліндр у теплу воду.

Робимо висновок про те що рівняння стану ідеального газу (рівняння

Клапейрона) справджується.

       6.  Для чого потрібне рівняння стану?

           а).  воно дає змогу визначити одну з величин, якщо відомі дві інші( в термометрах, в газових балонах);

           б).  для дослідження теплових явищ( в двигунах, холодильниках, в теплових насосах);

            в).  можна передбачити, як будуть відбуватися різні процеси при певних зовнішніх умовах;

             г).  можна визначити як змінюється стан системи, якщо вона виконує роботу або дістає теплоту від навколишніх тіл.

 V.  Узагальнення та систематизація знань.

   1.   Дати відповіді на запитаня:

а)  Що називають рівнянням стану ідеального газу?

        б)   Сформулюйте рівняння Менделєєва-Клапейрона?

        в)   Сформулюйте рівняння Клапейрона?

  2.   Повідомлення про Менделєєва і Клапейрона.

        Два учні зачитують короткі повідомлення, підготовлені ними, про Д.І.Менделєєва і Б.П.Е.Клапейрона. 

  3.   Розв’язати задачу. Вправа 3(4).

         Під яким тиском перебуває вуглекислий газ у вогнегаснику об’ємом

    2 дм3, якщо маса вогнегасника до заповнення газом була 4,2 кг, а після заповнення 5,6 кг? Температуру газу вважати рівною 37 0С.

 

Дано:                                                                                 

m = 4.2 кг                               

m = 5.6 кг 

V = 2 дм = 2∙10-3 м3       

t = 37 0C 

R = 8,31 Дж/моль·K

М = 44∙10-3 кг/моль                                      

p=?                                Відповідь:

 

VI. Підведення підсумків уроку.
Підсумовуємо вивчене на уроці.
Виставляємо і мотивуємо оцінки активним учням.

  1. Домашнє завдання: §10, вправа 3(5), С. У. Гончаренко "Фізика 10 кл.", 2002 р.

 

      Дано:

   V=150 см3=1,5∙10-4 м 

      m=0.4 г=4·10-4 кг

    t=20 0C                           

    p=8·104 Па

    R = 8,31 Дж/моль·K

     M=?                                   Відповідь:  М=0,084 кг/моль, газ криптон.

 

 

 

 

     Використана література:

  1.   М. В. Головко "Фізика 10 кл.", Київ, 2018 р.
  2.   С. У. Гончаренко "Фізика 10 кл.", 2002 р.
  3.   А. П. Римкевич, "Збірник задач з фізики", Харків, 2005 р.
  4. Г. Г. Кордун "Учням про видатних фізиків", Київ, 1989 р.
  5. Г. Г. Кордун "Історія фізики", Київ, 1984 р.
doc
Пов’язані теми
Фізика, 10 клас, Розробки уроків
До підручника
Фізика (рівень стандарту) 10 клас (Генденштейн Л. Е., Ненашев І. Ю.)
До уроку
§ 21. Газові закони
Додано
5 грудня 2020
Переглядів
250
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку