Урок физики в 10 классе по теме «Газовые законы».
план-конспект урока
Основной целью является изучение следующих задач:
Образовательные: изучить газовые законы; формировать умение объяснять законы с молекулярной точки зрения; изображать графики процессов; начать обучение учащихся решать графические и аналитические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы; установление межпредметных связей (физика, математика, биология).
Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса учащихся; в целях интернационального воспитания обратить внимание учащихся, что физика развивается благодаря работам ученых различных стран и исторических времен; продолжить формирование стремления к глубокому усвоения теоретических знаний через решение задач.
Развивающие: активизация мыслительной деятельности (способом сопоставления), формирование алгоритмического мышления; развитие умений сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически мыслить; научить применять полученные знания.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
urok_fiziki_v_10_klasse_po_teme_gazovye_zakony.docx | 380.25 КБ |
Предварительный просмотр:
Урок физики в 10 классе по теме: «Газовые законы».
Автор: Сидоренко Раиса Михайловна
учитель физики МБОУ Погарская СОШ № 1
Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.
Дидактическая цель: ввести понятие «изопроцесс», изучить газовые законы.
Задачи:
Образовательные: изучить газовые законы; формировать умение объяснять законы с молекулярной точки зрения; изображать графики процессов; начать обучение учащихся решать графические и аналитические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы; установление межпредметных связей (физика, математика, биология).
Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса учащихся; в целях интернационального воспитания обратить внимание учащихся, что физика развивается благодаря работам ученых различных стран и исторических времен; продолжить формирование стремления к глубокому усвоения теоретических знаний через решение задач.
Развивающие: активизация мыслительной деятельности (способом сопоставления), формирование алгоритмического мышления; развитие умений сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически мыслить; научить применять полученные знания в нестандартных ситуациях для решения графических и аналитических задач.
Место урока в разделе «Основы МКТ»: урок проводился после изучения основ молекулярно-кинетической теории газов и понятия температура.
Ход урока:
Эпиграф урока: Истина всегда оказывается проще, чем можно было предположить. (Фейнман Р.)
I. Актуализация знаний (мотивационный этап)
Что является объектом изучения МКТ? (Идеальный газ.)
Что в МКТ называется идеальным газом? (Идеальный газ – это газ, в котором взаимодействием между молекулами можно пренебречь.)
Какие термодинамические параметры используют, чтобы описать состояние идеального газа? (Давление, объем и температура.)
Какое уравнение связывает между собой все три термодинамических параметра? (Уравнение состояния идеального газа).
Проведем один занимательный опыт, которому уже около трехсот лет. Его приписывают французскому ученому Рене Декарту (по-латыни его фамилия – Картезий). Опыт был так популярен, что на его основе создали игрушку, которую и назвали «Картезианский водолаз». Прибор представлял стеклянный цилиндр, наполненный водой, в которой вертикально плавала фигурка человечка. Фигурка находилась в верхней части сосуда. Когда нажимали на резиновую пленку, закрывавшую верх цилиндра, фигурка медленно опускалась вниз, на дно. Когда переставали нажимать, фигурка поднималась вверх.
Мы с вами проделаем этот опыт проще. Роль водолаза будет выполнять капельница-пипетка, а сосудом послужит обыкновенная бутылка.
Наполним бутылку водой, оставив два-три миллиметра до края горлышка. Возьмем пипетку, наберем в нее немного воды и опустим в горлышко бутылки. Она должна своим верхним резиновым концом быть на уровне или чуть выше уровня воды в бутылке. При этом нужно добиться, чтобы от легкого толчка пальцем пипетка погружалась, а потом сама снова всплывала. Теперь, приложив большой палец или мягкую часть ладони к горлышку бутылки так, чтобы закрыть его отверстие, нажмем на слой воздуха, который находится над водой. Пипетка пойдет на дно бутылки. Ослабим давление пальца или ладони – она снова всплывет.
Попробуем объяснить этот опыт. Дело в том, что мы немного сжали воздух в горлышке бутылки, и увеличенное давление воздуха передалось воде. Вода проникла в пипетку – она стала тяжелее и утонула. При прекращении давления сжатый воздух внутри пипетки удалил лишнюю воду, наш «водолаз» стал легче и всплыл.
Какие термодинамические параметры изменились, а какие остались неизменными?
Изопроцессы – процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров. Законы, описывающие изопроцессы, называются газовыми законами.
Тема сегодняшнего урока «Газовые законы».
В своей работе будем использовать схему
1. Определение процесса
2. Формула и формулировка закона
3. Графическое изображение
4. История открытия закона
Можем ли мы считать постоянной еще какую-то величину?
Оформление доски по ходу урока.
II. Изучение нового материала
1. Изотермический (изо – равный, терма – тепло) процесс – процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре.
Если в уравнении состояния или уравнение Клапейрона-Менделеева считать , то вся его правая часть будет величиной постоянной:
Для данной массы газа при постоянной температуре произведение объема газа на соответствующее ему давление есть величина постоянная.
Для идеального газа изотермический процесс описывается законом Бойля-Мариотта.
Формула p1V1=p2V2
Графическое представление.
Закон установлен экспериментально до создания молекулярно-кинетической теории газов английским физиком Робертом Бойлем в 1662 году и французским аббатом Эдмоном Мариоттом, который описал независимо от Бойля аналогичные опыты в 1676 году.
Обратим внимание (границы применения закона).
Закон Бойля-Мариотта справедлив для любых газов, а так же и для их смесей, например, для воздуха. Лишь при давлениях, в несколько сотен раз больших атмосферного, отклонения от этого закона становятся существенными.
Предложить учащимся рассмотреть изобарный процесс и изохорный процесс по схеме.
В тетрадях и на доске появляются записи.
2. Изобарный процесс – процесс изменения состояния термодинамической системы, протекающий при постоянном давлении.
Из уравнения Клапейрона-Менделеева следует, что для данной массы газа и постоянном давлении объем газа прямо пропорционален абсолютной температуре
Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объема газа к соответствующей ему температуре есть величина постоянная.
Для идеального газа изобарный процесс описывается законом Гей-Люссака.
Формула .V1/T1=V2/T2
Графическое представление.
Закон установлен в 1802 году французским физиком Гей-Люссаком, который определял объем газа при различных значениях температур в пределах от точки кипения воды. Газ содержали в баллончике, а в трубке находилась капля ртути, запирающая газ, расположенная горизонтально.
Изобарным можно считать расширение газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем. Постоянство давления в цилиндре обеспечивается атмосферным давлением на внешнюю поверхность поршня.
3. Рассмотрим поведение газа в условиях, когда постоянным сохраняется его объем. Из уравнения Клапейрона – Менделеева следует, что в этом случае постоянным будет отношение давления к его температуре: при постоянном объеме давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре.
Для данной массы газа при постоянном объеме отношение давления газа к соответствующей ему температуре есть величина постоянная.
Формула
Графическое представление. p1/T1=p2/T2
В 1787 году французский ученый Жак Шарль измерял давление различных газов при нагревании при постоянном объеме и установил линейную зависимость давления от температуры, но не опубликовал исследования. Через 15 лет к таким же результатам пришел и Гей-Люссак и, будучи на редкость благородным, настоял, чтобы закон назывался в честь Шарля.
Изохорным можно считать увеличение давления газа в любой емкости или в электрической лампочке при нагревании.
3. Первичное закрепление новых знаний
Задача 1. Газ объемом V = 5 л находится при давлении р = 200 кПа и температуре t = 17 °С.
До какой температуры надо нагреть газ, чтобы его давление стало 280 кПа? Поставьте другой вопрос к задаче и решите ее.
Учитель предлагает применить знания, которые учащиеся получили на уроке, для анализа изопроцессов.
Задание 2. Провести анализ отдельных газовых процессов, представленных на диаграмме (точками указаны состояния; направления процессов на графике указаны стрелками).
Анализ процессов 1-2, 2-3 учащиеся выполняют с учителем.
Для этого используем алгоритм анализа газовых процессов:
1. Дать название процесса.
2. Дать название графика процесса.
3. Указать закон, которому подчиняются параметры идеального газа в данном процессе.
4. Описать изменения основных параметров газа p,V,T в ходе процесса.
Анализ
Участок 1-2:
1. Т.к. Т1=Т2, а p2 1, то из уравнения Бойля-Мариотта следует, что если p убывает, то V увеличивается. Значит, процесс 1-2 называют изотермическим расширением газа, T=const. 2. Линия 1-2 изотерма. 3. Закон Бойля-Мариотта. 4. Т.к. p2 1,т.е. давление уменьшается, то в соответствии с законом Бойля-Мариотта V увеличивается (V2>V1). Участок 2-3: 1.Т.к. Т3>T2, т. е. Т увеличивается и p3>p2, т. е. p увеличивается, то из уравнения Шарля следует, что p~T при V=const, значит, процесс 2-3 является изохорным нагреванием. 2. Линия 2-3 изохора. 3. Закон Шарля. 4. Т.к. Т3>T2, т. е. Т увеличивается, то в соответствии с законом Шарля давление газа увеличивается p3>p2. Для сильных учащихся можно дать задание: изобразить эти процессы в системе координат p, V или V от Т. Задание 3: провести анализ процессов, изображенных на диаграмме (учащиеся выполняют это задание по вариантам и двое работают у доски). 1 вариант: 1-2, 2-3; 2 вариант: 3-4, 4-1. Участок 1-2: 1. Изотермическое сжатие, Т=const. 2. Линия 1-2 изотерма. 3. Закон Бойля-Мариотта: pV=const (p ~1/V). 4. Т.к. V2 Участок 2-3: 1. Изобарное нагревание, p=const, p2=p3. 2. Линия 2-3 изобара. 3. Закон Гей-Люссака: V/T=const, V~T. 4. Т.к. Т3>Т2 , т.е. Т увеличивается, то V увеличивается(V3>V2). Участок 3-4: 1. Изотермическое расширение, Т=const, Т3=Т4. 2. Линия 3-4 изотерма. 3. Закон Бойля-Мариотта: pV=const (p~1/V). 4. Т.к.V3 Участок 4-1: 1. Изобарное охлаждение, p=const, p1=p4. 2. Линия 4-1 изобара. 3. Закон Гей-Люссака: V/T=const, V~T. 4. Т.к. Т1 <Т4, т.е. Т уменьшается, то V уменьшается, т.е. (V1 После завершения анализа учащиеся меняются работами и проверяют по тем же критериям оценивания. Сложив все заработанные баллы, учащиеся сами выставляют себе оценки за работу на уроке: - от 7 до 8 баллов - «5», - от 5 до 6 баллов - «4», - от 3 до 4 баллов – «3». 4. Итог урока Учитель предлагает учащимся ответить на вопросы: «Чем запомнился сегодняшний урок?» (Получили уравнения, описывающие изопроцессы в газах, систематизировали знания о свойствах газов и научились их применять для анализа изопроцессов), «Чем понравился сегодняшний урок?». 5. Домашнее задание П. 65
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Разработка открытого урока в 9 классе по теме: "Выращивание винограда из чубуков (черенков)"
Урок проведен в 9 класе специальной (коррекционной) школы-интерната. Учащиеся научились заготавливать и хранить чубуки винограда, срезанные осенью при его укрытии...
Разработка открытого урока в 10 классе по теме:" Культиватор для междурядной обработки почвы"
Цель урока: изучить устройство и назначение культиватора, развить внимание, мышление, память, речь, привить учащимся бережное отношение к технике на примерах передовых механизаторов...
Разработка урока во 2 классе по теме"Закрепление материала по теми части тела"
Рразработка урока во 2 классе по теме"Закрепление материала по теми части тела" Материал к учебнику Вербицкой. Урок-игра....
Методическая разработка по теме "Газовые законы Уравнение Клапейрона, Клапейрона-Менделеева.
Методиская разработка содержит развернутый план урока, конспект, графические задания, приложения....
Методическая разработка бинарного урока физики и материаловедения по теме «Физические свойства металлов»
Бинарный урок это – учебное занятие, объединяющее содержание двух предметов в одном уроке. Бинарные уроки – одна из форм реализации межпредметных связей и интеграции предметов. Это нетрадиционный ви...
Презентация-интерактивный плакат по теме "Газовые законы"
Интерактивный плакат «Газовые законы» может быть использован на уроке всех специальностей в колледже или школе при изучении физики на базовом уровне. Сохранён в режиме Демонстрация. Переключение...
Презентация по теме Газовые законы
Газовые законы...