Урок з фізики на тему "Розв’язування задач на застосування газових законів."

Тема: Розв’язування задач на застосування газових законів.

Мета: систематизувати знання про ізопроцеси та газові закони, формувати навички і уміння учнів розв’язувати типові фізичні задачі на ізопроцеси, застосовуючи набуті знання; розвивати логічне та алгоритмічне мислення, предметну компетентність; розвивати творчі здібності, ініціативу.продовжити виховання особистісних якостей: самостійності, відповідальності, толерантності; формування взаємодопомоги, доброзичливого ставлення один до одного, розвивати культуру спілкування і культуру відповіді на питання; вміння вислухати інших при роботі в класі. Виховувати пізнавальний інтерес до предмету.

Очікувані результати: здобувач освіти оперує поняттями і термінами: основні положення МКТ; ідеальний газ, тиск газу, газові закони, основне рівняння МКТ, рівняння стану ідеального газу, ізопроцеси;  розв’язує задачі на застосування газових законів. 

Ключові компетентності: математична,  основні компетентності у природничих науках і технологіях, спілкування державною мовами, уміння вчитися впродовж життя екологічна грамотність і здорове життя, соціальна й громадянська компетентності; ініціативність і підприємливість, інформаційно-цифрова, обізнаність і самовираження у сфері культури

Обладнання: мультимедійні засоби, комп′ютерна презентація.

Тип заняття: Формування знань, умінь і навичок.

Міжпредметні зв’язки: математика, хімія, інформатика

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

Оголошення теми і мети уроку.

ІІ. Усне фронтальне опитування:

Ми познайомилися з новим розділом  фізики – молекулярною фізикою. Ми вивели основне рівняння МКТ, рівняння стану ідеального газу, та визначили що таке ізопроцеси та газові закони. На сьогоднішньому занятті ми застосуємо на практиці отримані теоретичні знання і навчимося розв′язувати задачі на ізопроцеси.

З часом досвід людини змушує прийняти нові ідеї і звикнути до них, а звикнувши, почати використовувати їх у практичній діяльності.

Гази відіграють важливу роль у природі і техніці. Земля оточена газовою оболонкою. Шини автомобілів заповнюються газом (повітрям)

Саме гази, розширюючись, виштовхують кулю з рушниці і снаряд з гармати. Гази обертають турбіни, штовхають поршні у двигунах (студенти наводять приклади). У всіх випадках відбувається зміна стану газу. Тому потрібно знати до чого призведе та чи інша зміна стану газу та кількісно  показати ці зміни. Але перед тим, як ми почнемо розв′язувати задачі, коротко пригадаємо основні теоретичні положення.

Усне фронтальне опитування :3

1. Виберіть зайву відповідь: До макроскопічних параметрів (величин, які характеризують термодинамічну систему в цілому) належать:

А) об’єм

Б) тиск

В) температура

Г)швидкість молекули

2 Поставте у відповідність твердження:

А)Гази( газоподібні тіла)

Б) Рідини

В) Тверді тіла

1.Не зберігають форму, мало стисливі, зберігають об’єм.

2. Не зберігають ні форми ні об’єму.

3.Зберігають і форму і об’єм

3.Вказати у кельвінах наступні значення температур:

37?С=…..К

100?С=….К

105?С=….К

4.Твердження «так- ні»

А) При ізотермічному процесі залишається сталим об’єм.

Б) Графіком ізохорного процесу є ізотерма

В) Ізобарному процесу  відповідає газовий закон Гей - Люссака.

5. Поставити у відповідність формулу  ізопроцесу:

  6.На якому з графіків зображено ізохорний процес?

7. На якому з графіків зображено ізобарний процес?

8. На якому з графіків зображено ізотермічний процес?

ІІІ Розв’язування задач  на ізопроцеси

Якісні задачі:

1.При виготовленні ламп розжарювання їхні балони заповнюють азотом під тиском, значно меншим атмосферного. Чому цей тиск не роблять рівним атмосферному?

 2. Чому балон із будь-яким стисненим газом становить велику небезпеку при пожежі?

 Розрахункові задачі:

1. Деяку масу газу закрито в посудині при 273⁰ С і тиску 1,01 10⁰ Па. Який буде тиск газу, якщо його ізохорно нагріти до 819⁰ С.
2. Під час ізотермічного стиснення об’єм газу зменшився на 5л, а тиск збільшився в 3 рази. Яким був початковий об’єм газу?
3. Який об’єм займає газ, при температурі 7⁰ С, якщо при 27⁰ С його об’єм був 20 л  при сталому тиску?

Як вам відомо, сучасні інформаційні технології широко використовуються в різних галузях діяльності людини, особливо в навчанні. Для прикладу використання ІКТ у фізиці розглянемо розв’язання задачі №3 на ізопроцеси з використанням відомої вам з курсу Інформатики  програми Excel 2010. Ця програма дозволяє також побудувати графік за отриманими даними.(слайд 14)

4. . Спливаюча з дна озера  бульбашка повітря поблизу поверхні води має діаметр D =2мм.

На якій  глибині   h  діаметр бульбашки  d  дорівнював 1,5мм ? Зміну температури води

 з глибиною не враховуйте

Дано:

D = 2 мм = 2 м; d = 1, 5 мм = 1, 5 м; = Па; ρ = 1000; g = 9, 8 10

h - ?

Решение:

Повітря в бульбашці  ізотермично расширюється. Коли бульбашка знаходилась  на глубині  h, її тиск був  = + , где  = ρgh

=  ; ( + =  ;

( + =  ;

h =;   =;  =;

h =; h =  = 14 м              Відповідь: 14 м

Самостійна робота (картки)

І ВАРІАНТ (1-6 по 1балу, 7-3бали)

. 1. Яке з наведених нижче рівнянь відповідає ізобаричному процесу в ідеальному газі?

1.                          Б.                       В.   P1V1=P2V2

2. . На якому з графіків зображений ізохорний процес в ідеальному газі? Виберіть правильну відповідь.

1. 1                    Б.   2.                            B.  3.         

3 При ізотермічному процесі постійний параметр

        А. Тиск; Б. Обсяг; В. Температура; Г. Маса.

4. Абсолютна температура пов'язана з температурою за шкалою Цельсія ...

           А. t + 273; Б. t + 327; В. Т + 237; Г. 237 - t.

5. Закон Шарля …

А.  pV = const;      Б. = const;      В. pV = RT;      Г. = const.

6. При здійсненні якого ізопроцесу збільшення абсолютної температури ідеального газу в 2 рази призводить до збільшення тиску газу теж в 2 рази? Виберіть правильну відповідь.

          A. ізобарного  Б. ізохорного. B. Ізотермічного                                                          

7. В автомобільній шині знаходиться повітря під тиском 6·105 Па за температури 20 °С. Під час руху автомобіля температура повітря підвищилась до 35 °С. На скільки збільшився тиск повітря в шині? Об’єм повітря V = const.

8.Визначити початкову і кінцеву температури ідеального газу, якщо при изобарном охолодженні на 290 К його об'єм зменшився вдвічі.

ІІ ВАРІАНТ (1-6 по 1балу, 7-3бали)

1. Яке з наведених нижче рівнянь відповідає ізохорному процесу в ідеальному газі?

1.                          Б.                       В.   P1V1=P2V2

2. На якому з графіків зображений ізотермічний процес в ідеальному газі? Виберіть правильну відповідь.

3. При ізобарному процесі постійний параметр

        А. Тиск; Б. Обсяг; В. Температура; Г. Маса

4. Абсолютна температура пов'язана з температурою за шкалою Цельсія ...

                  А  237 – t   Б. t + 327; В. Т + 237; Г. t+273

5 Закон Гей-Люссака …

Аю  зМ = сщтыеж      Бю = сщтыеж      Вю зМ = КЕж      Гю А.  pV = const;      Б. = const;      В. pV = RT;      Г. = const.

6 При здійсненні якого ізопроцесу збільшення обсягу ідеального газу в 2 рази призводить до зменшення тиску газу теж в 2 рази? Виберіть правильну відповідь.

A. ізобарного  Б. ізохорного. B. ізотермічного

7. Газ ізотермічно стиснули при початковому об’ємі 0,15 м3 до об’єму 0,1 м3. Тиск при цьому підвищився на 2·105 Па. Який початковий тиск газу?

8.Визначити початкову і кінцеву температури ідеального газу, якщо при изобарном охолодженні на 290 К його об'єм зменшився вдвічі.

Підведення підсумків

Рефлексія:

• Що вдалося на занятті?
• Які були труднощі?
• Як ви оцінюєте свою роботу на занятті?

Домашнє завдання

Повторити вивчений матеріал з теми.  

Розв’язати задачі:

1.Тиск повітря у велосипедної шини при температурі 42°С дорівнює 1,7 ˟10 5 Па. Яким стане тиск повітря в шині при зниженні температури до 12°С? Обсяг шини вважати постійним.

2.В пляшці місткістю 0,5 л знаходиться вода об'ємом 0,3 л. Турист п'є з неї воду, щільно притиснувши губи до шийки так, що у фляжку не надходить зовнішнє повітря. Скільки води вдасться випити туристу, якщо  він може знизити тиск, що залишився у пляшці повітря до 80 кПа? (Р0 =10 5Па).

3.Під час надування щік і тиск, і обсяг в роті збільшуються, а температура залишається незмінною. Чи не суперечить це закону Бойля-Маріотта?(усно)