МОБУ «Хрущевская СОШ им. А.И. Миронова»

УРОК ФИЗИКИ

по теме

«Изопроцессы и их законы»

для 10 класса

Учитель: Сорокина Е.В.

Декабрь 2013

Цели урока:

• выяснение условий выполнения изопроцессов;

• выяснение теоретической зависимости трех макроскопических параметров;

• практическое доказательство этих параметров;

• умение анализировать и обобщать информацию.

Оборудование урока:

1. Технические средства обучения: компьютер, мультимедийный проектор.

2. Карточки с тестами (приложение 1).

3. Карточки с алгоритмом решения задач (приложение 3).

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Повторение и закрепление основных понятий и уравнений молекулярно-кинетической теории. (Приложение 1)

3. Изучение нового материала. (В процессе рассказа учителя, с использованием информации выведенной на экран учащиеся заполняют в тетради таблицу-приложение 2).

Первая строчка заполняется с учителем.

Название процесса

Постоянный параметр

Математическая запись закона

Графики процессов в системе координат p-V, p-T, V-T

Изотермический процесс

T=const

PV=const

Изотермическое расширение

p p V

V T T

Изотермическое сжатие

p p V

V T T

Изопроцессы - процессы изменения состояния газов так, что один из трех макроскопических параметров (объем, давление, температура) остается постоянным, а два других параметра при этом изменяются.

а) Изотермический процесс- процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянной температуре (m=const, T=const). Из уравнения Менделеева-Клайперона следует закон Бойля-Мариотта PV=const=m/V* RT. Это означает, что произведение начального давления Р1 на его первоначальный объем равно произведению этих параметров P2*V2 в произвольной момент времени P1*V1=P2*V2или P1/P2=V2/V1 следовательно Р - 1/V.

График- гипербола, название - изотерма.

б) Изобарный процесс - процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном давлении (m=const, P=const).Из уравнения Менделеева - Клайперона следует закон Гей-Люссака. V/T=const=mR/MP-это означает, что отношение первоначального объема газа к его температуре Т1 равно отношению этих параметров V2/T2 в произвольный момент времени. V1/T1=V2/T2 или V1*T2=V2*T1 следует V~T.

График - прямая, название - изобара.

в) Изохорный процесс - процесс изменения состояния определенной массы при постоянном объеме(m=CONST, V= CONST). Из уравнения Менделеева - Клайперона следует закон Шарля Р/ Т=const=mR/MV - это означает, что отношение первоначального давления газа Р1 к его температуре равно отношению этих параметров Р2, Т2- в произвольный момент времени Р1/Т1=Р2/Т2 или Р1*Т2=Р2*Т1 следует Р пропорционально Т.

График - прямая, название- изохора.

На интерактивную доску выведена картинка по ссылке: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f6d000a1-45b5-2ee2-1665-8d020fdca120/00119626258524282.htm, ее распечатка ниже.

Законы идеального газа

Давление p, объем V и температура T идеального газа связаны между собой уравнением Менделеева–Клапейрона:

Здесь ν – количество вещества, R = 8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная.

 

Если температура газа остается постоянной, то выполняется закон Бойля–Мариотта:

 pV = const.

Рис. 1. Изотермический процесс

Если постоянным остается давление, то выполняется закон Гей-Люссака:

Рис. 2. Изобарный процесс

Наконец, если постоянен объем, то справедлив закон Шарля:

Рис. 3. Изохорный процесс

Для смеси газов справедлив закон Дальтона. Давление смеси идеальных газов равняется сумме парциальных давлений каждого из газов в отдельности.

Учитель проверяет заполнение таблицы, выводя на экран правильный вариант (приложение 2).

4. Закрепление.

Пользуясь алгоритмом решения (приложение 3), учащиеся разбирают решение следующей задачи:

P Представьте данный процесс в координатах V-T и p-V.

T

Решение:

Процесс 1-2 изотермическое расширение, pV=const, T=const, p ↓ V↑;

Процесс 2-3 изобарное расширение (нагревание), V/T = const, p=const, T ↑ V ↑;

Процесс 3-4 изотермическое сжатие, pV=const, T=const, p ↑, V ↓.

V p

T V

5. Домашнее задание: § 69, изопроцессы и их графики по таблице.

Приложение 1

Вариант 1

1. Как изменится давление идеального одноатомного газа при уменьшении его объема в 4 раза и увеличении абсолютной температуры в 2 раза?

А. Увеличится в 8 раз. Б, Увеличится в 4 раза. В. Увеличится в 2 раза. Г. Не изменится.

2. Вычислите давление кислорода массой 0,032 кг в сосуде объемом 8,3 м³ при температуре 100 °С.

A. 10 Па. Б. 830 Па.

B. 100 Па. Г. 373 Па.

3. Как меняется масса воздуха в помещении, если температура увеличивается?

А. Уменьшается. Б. Увеличивается. В. Не изменяется.

4. Чему равен объем 1 моля идеального газа при нормальных условиях?
   А. 1 м³. Б. 24 м³ В. 0,024 м³.

4. В баллоне находится газ при t - 27 °С. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 50 % его выйдет из баллона, а температура при этом увеличится до 600 К?

4. Масса кислорода m при давлении Р занимает объем V. Как изменится температура газа, если при увеличении давления до 2Р его объем уменьшился в V/10?

A. Увеличится в 5 раз.
Б. Уменьшится в 5 раз.

B. Не изменится.

7. В баллоне при неизменной массе газа температура увеличилась от 1 до
2"С. Как изменилось давление?

А. Увеличилось в 2 раза. Б. Увеличилось в 1,004 раза. В. Не изменилось.

8. Что и по каким физическим величинам можно вычислить на основании уравнения Менделеева-Клапейрона?

1. Плотность газа, используя R, р, Т, М.

2. Число молекул в газе, используя V, Т, Р, с.

1. Массу молекулы, используя Т, Р, с, N_A, R.

А. 1,2,3. Б. 1,2. В. 1,3

Вариант 2

1. Как изменится давление идеального одноатомного газа при увеличении его объема и температуры в 2 раза?

A. Увеличится в 4 раза.
Б. Уменьшится в 2 раза.

B. Останется прежним.

2. Вычислите давление водорода массой 0,02 кг в сосуде объемом 8,3 м³ при температуре 100 °С.

A. 3730 Па.
Б. 373 Па.

B. 1000 Па.

3. Как изменится плотность воздуха в помещении, если температура уменьшится?

A. Не изменится.
Б. Уменьшится.

B. Увеличится.

4. Чему равны давление и температура газа при нормальных условиях?
А. р= 10⁵ Па; t- 100°С.

Б. р = 10⁵ Па; Т - 273 К.

В. р = 10^s кПа; Т = 0 К.

5. В баллоне находится газ при Т = 300 К. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 50 % его выйдет из баллона, а температура останется неизменной?

A. Уменьшится в 50 раз.
Б. Уменьшится в 2 раза.

B. Увеличится в 2 раза.

6. При нормальных условиях плотность кислорода:

A. Больше плотности водорода.
Б. Меньше плотности водорода.

B. Равна плотности водорода.

7. При повышении температуры в комнате меняется:
А. Давление.

Б. Давление и масса воздуха.

В. Масса воздуха.

8. В цилиндре с поршнем произошло увеличение давления газа больше допустимого за счет увеличения температуры. Как можно установить прежнее давление?

A. Увеличением объема цилиндра или уменьшением массы газа.
Б. Только уменьшением массы газа.

B. Только увеличением объема цилиндра.

Приложение 2

Приложение 3.

Ф-10 Алгоритм решения задач по теме «Газовые законы» графическим методом.

1. Определить процесс, соответствующий данному участку графика, по виду этого участка.

2. Записать формулу закона.

3. Определить с помощью графика и закона изменение объема, давления, температуры на каждом участке. Для упрощения описания изменения макропараметров ввести символы: «↑» - возрастает; «↓» - убывает.

4. Выделить поведение макропараметров на отдельных участках диаграммы.