Газовые законы — повторительно-обобщающий урок
презентация к уроку (физика, 10 класс) по теме
В уроке представлены основные газовые законы, а также ряд задач, как устных, так и письменных. Урок предполагает самостоятельную работу учеников.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 gazovye_zakony.ppt | 884 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Любите физику, друзья, Без космоса никак нельзя, Без света не прожить ни дня, Как в древнем мире без огня. Без физики не только свет, Компьютер или интернет, Мы не могли бы получить, Давайте физику учить! Марк Львовский
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 три термодинамических параметра используют для того, чтобы описать состояние идеального газа? Давление, объем и температура. Какое уравнение связывает между собой все три термодинамических параметра? Уравнение состояния идеального газа. Актуализация знаний
Что называется изопроцессами? Изопроцессы – процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров. «Изо» - «постоянство». Какие вы знаете изопроцессы? Изобарный Изохорный Изотермический Что называется газовыми законами? Количественная зависимость между двумя макропараметрами при неизменном значении третьего Актуализация знаний
Уравнение, связывающее три макропараметра P, V и T, характеризующее состояние данной массы газа называют уравнением состояния (уравнением Мендеелва-Клапейрона). Уравнение Менделеева-Клапейрона
Менделеев Дмитрий Иванович (1834–1907) – русский ученый. Работы – преимущественно в области химии, а также физики, метрологии, метеорологии. Открыл в 1869 году один из фундаментальных законов природы – периодический закон химических элементов и на его основе создал периодическую таблицу химических элементов. Исправил значения атомных весов многих элементов, предсказал существование и свойства новых. Предсказал существование критической температуры. В области метрологии разработал физическую теорию весов.
Бенуа́ Поль Эми́ль Клапейро́н (26 февраля 1799, Париж — 28 января 1864, там же ) — французский физик и инженер. Воспитывался в парижской политехнической школе (1816—1818). В 1820 отправился со своим товарищем Ламе в Россию, где был профессором в институте путей сообщения. В 1858 году был избран в члены Парижской академии наук на место Коши. Одна из улиц Парижа получила его имя. Его имя также внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.
Уравнение Менделеева-Клапейрона PV= m M RT PV T =const Уравнение Клапейрона P 1 V 1 T 1 = P 2 V 2 T 2 Основные термодинамические параметры p [ Па, паскаль ] - давление V [ м 3 , кубический метр ] - объём Т [ К, кельвин ] – термодинамическая температура m=const
Газовые законы Изотермический процесс Изобарный процесс Изохорный процесс
Изотермический процесс Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим. «термо» - (греч.) температура
Для поддержания температуры газа постоянной необходимо, чтобы он мог обмениваться теплотой с большой системой – термостатом. Иначе температура газа будет меняться. Термостатом может служить атмосферный воздух, если температура его заметно не меняется на протяжении всего процесса. Для поддержания теплообмена процесс должен протекать медленно.
Роберт БОЙЛЬ (1627-1691), английский химик и физик, один из учредителей Лондонского королевского общества. Сформулировал (1661) первое научное определение химического элемента, ввел в химию экспериментальный метод, положил начало химическому анализу. Способствовал становлению химии как науки. Установил (1662) один из газовых законов (закон Бойля — Мариотта).
Эдм Мариотт (1620-1684) Французский физик, член Парижской академии наук со дня ее основания (1666). Был настоятелем монастыря в окрестностях Дижона. Впервые описал слепое пятно в глазу (1668), в 1676 – опыты о зависимости упругости воздуха от давления, вторично дал формулировку закона, открытого и опубликованного Р. Бойлем в 1662 (закон Бойля–Мариотта). Впервые использовал этот закон для определения высоты места по показаниям барометра. Описал многочисленные опыты о течении жидкостей по трубам и действие фонтанов (1686). Изучал также явление удара тел.
Закон Бойля-Мариотта Роберт Бойль (англ.) – 1662г Э. Мариотт (франц.) – 1676г Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. PV = const .
Закон Бойля- Мариотта Изотермический процесс T 1 =T 2 =T p·v= const p 1 ·V 1 =p 2 ·V 2 p V 0 p 0 T V 0 T Изотермы T 2 T 1 T 2 > T 1 Основное уравнение МКТ p= n·k·T n= N V N=const; k=const; T=const р ~ 1 V Применение закона Бойля-Мариотта Воздушный двигатель = > Уравнение Клапейрона
Закон справедлив для любых газов и их смесей. Отклонения от этого закона становятся существенными при давлениях очень высоких (в несколько сот раз больше атмосферного) и при очень низких температурах.
Изохорный процесс. Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном объеме называют изохорным. “ хорос ” (греч.) - объем
Шарль, Жак Александр Сезар ШАРЛЬ Жак Александр Сезар (1746-1823), французский физик. Труды связаны с изучением расширения газов. Установил (1787) зависимость давления идеального газа от температуры (Шарля закон). Сразу же после братьев Ж. и Э. Монгольфье построил воздушный шар из прорезиненной ткани и для его наполнения впервые использовал водород. В 1783 совершил полет на этом шаре. Изобрел ряд приборов.
Закон Шарля Для данной массы газа отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. при V = const
Закон Шарля Изохорический процесс V 1 =V 2 =V = const p T 0 V 0 T V 0 p V V p 1 p 2 Изохоры = p T p 1 T 1 p 2 T 2 = T 1 T 2 => Основное уравнение МКТ p= n·k·T n= N V N=const; k=const; V=const p~ T V 1 V 2 V 1 > V 2 Уравнение Клапейрона
Давление газа зависит от числа ударов молекул о стенки сосуда. При повышении температуры скорость движения молекул увеличивается, число ударов молекул о стенки сосуда увеличивается, и, следовательно, давление повышается. При понижении температуры скорость движения молекул уменьшается, число ударов молекул о стенки сосуда уменьшается, и, следовательно, давление понижается.
Изобарный процесс Изобарный процесс – процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном давлении . “ барос ” (греч.) - давление
Гей –Люсак Жозеф Луи Французский химик и физик, член Парижской академии наук (с 1806), её президент в 1822 и 1834. родился в Сен-Леонаре. Окончил Политехническую школу в Париже (1800), где учился К.Л. Бертолле. Работал там же (в 1800-1802 ассистент Бертолле). В 1805-1806 совершал путешествие по Европе вместе со знаменитым немецким естествоиспытателем А. Гумбольдтом. С 1809 проф. химии в Политехнической школе и физики в Сорбонне. С 1832 проф. химии в Ботаническом саду в Париже. Работы относятся к различным областям химии. Изобрёл (1816) термограф и ртутный сифонный переносной барометр. Совместно с Т.Ж. Пелузом получил (1833) нагреванием молочной кислоты лактид. Иностранный почетный чл. Петербургской академии наук (с 1829).
Закон Гей – Люссака Ж. Гей – Люссак (франц.) 1802 Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объема газа к его температуре постоянно.
Закон Гей-Люссака Изобарический процесс p 1 =p 2 =p = const V T 0 p 0 T p 0 V V 1 V 2 p p Изобары T 1 = V T V 1 T 1 V 2 T 2 = T 1 T 2 => Основное уравнение МКТ p= n·k·T n= N V N=const; k=const; p=const V~ T p 2 > p 1 p 2 p 1 Уравнение Клапейрона
Обобщение PV = m/M·RT ט = m/M ט = const P 1 V 1 = P 2 V 2 T 1 T 2 V 1 = V 2 T 1 T 2 P 1 V 1 = P 2 V 2 P 1 = P 2 T 1 T 2 V = const T = const P = const
Задание №1. Заполните обобщающую таблиц у Процесс m=const M=const Закон Графики Изотермический T=const Изобарный p=const Изохорный V=const
Обобщающая таблица Процесс m=const M=const Закон Графики Изотермический T=const p V=const Изобарный p=const Изохорный V=const p V 0 p T 0 V T 0 V T 0 p T 0 p V 0 p T 0 V T 0 p V 0 V T -- = const P T const =
Задание №2. Устный тренажер. Вариант 1 изотермическом процессе? Вариант 2 изобарном процессе? А. Б. В. Г. Т V p m Какой из макроскопических параметров остается постоянным при … № 2.1
Вариант 1 A. P V = const Б . P V = const В . V Т = const Г . V T = const Какая из формул описывает закон Вариант 2 Бойля-Мариотта? Гей-Люссака? № 2.2
Вариант 1 Изобарный процесс? Вариант 2 изотермический процесс? А. Б. В. Г. Менделеев, Клапейрон Каким ученым принадлежит закон, описывающий … Шарль Бойль, Мариотт Гей- Люссак № 2.3
Вариант 1 изохорному процессу? Вариант 2 изотермическому процессу? А. Б . В. Г. р р Т V V V р T Какой график соответствует № 2.4
Вариант 1 Вариант 2 В. p А. p V Г. V p V Б. p V На каком из рисунков А, Б, В, Г изображен процесс, соответствующий данному графику? p T T V № 2.5
«Знать физику – означает уметь решать задачи» Энрико Ферми
Задание №3. Выполните тест. А1. Какова температура 8 г кислорода, занимающего объем 2,1 литра при давлении 200 кПа? (М = 32 * 10 -3 кг/моль; R = 8,3 Дж/моль к) 1. -73 о С 2. 302 о К 3. 73 о С 4. 400 о К
Задание №3. Выполните тест. А1. Ответ №1 pV = mRT M pVM = mRT T = pVM mR = 2 * 10 5 Па * 2,1 * 10 -3 м 3 *32 * 10 -3 кг/моль 8*10 -3 кг * 8,3 дж/моль к = = 200 о К t 0 = 200 0 – 273 0 = -73 0 C
Задание №3. Выполните тест. А 2 . На рисунке показан цикл, осуществляемый с идеальным газом. Количество вещества газа не меняется. Изобарному нагреванию соответствует участок. 1. AB 2. CD 3. BC 4. DA Ответ №1
Задание №3. Выполните тест. А 3 . Давление неизменного количества идеального газа уменьшилось в 2 раза. Температура газа уменьшилась в 4 раза. Как изменился при этом объём газа. Увеличивается в 2 раза Уменьшается в 2 раза Увеличивается в 8 раз Уменьшается в 8 раз
Задание №3. Выполните тест. А 3 . Ответ №2 P 1 V 1 T 1 P 2 V 2 T 2 = P 1 V 1 T 1 = P 1 V 2 4 2T 1 V 1 = 2V 2 V 2 = V 1 /2
Задание №3. Выполните тест. А 4 . На VT диаграмме представлена зависимость объема постоянной массы идеального газа от абсолютной температуры. Как изменяется давление в процессе 1-2-3. На 1-2 и 2-3 увеличивается На 1-2 и 2-3 уменьшается На 1-2 уменьшается, на 2-3 остаётся неизменным На участке 1-2 не изменяется, на 2-3 увеличивается
Задание №3. Выполните тест. А 4 . Ответ 3. 1-2 V = const 2-3 p = const T ↓ => p ↓
Задание №3. Выполните тест. А 5 . Постоянную массу идеального газа переводят из состояния 1 в состояние 3, как показано на рисунке. Если в состоянии 1 температура газа была равна 100 о К, то в состоянии 3 она станет равной: 600 о К 300 о К 100 о К 150 о К
Задание №3. Выполните тест. А 5 . Ответ 1. 1 - 2 p = const V↑ в 3 => T ↑ в 3 => T 2 = 300 0 K 2-3 V = const P↑ в 2 => T ↑ в 2 => T 3 = 600 0 K
Задание №3. Выполните тест. B1 . В закрытом сосуде постоянного объёма находится идеальный газ. Как изменяется при охлаждении газа следующие величины: давление газа, его плотность и внутренняя энергия. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения. 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется. Запишите ответы в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры могут повторяться. Часть B Давление газа Плотность газа Внутренняя энергия 2 3 2
Задание №3. Выполните тест. Таблица ответов А1 А2 А3 А4 А5 1 1 2 3 1 B1 232
Рефлексия. Самооценка за работу на уроке: Тема освоена на: Отлично Хорошо Удовлетворительно. Трудности при выполнении задания: Изучение новых терминов Групповая работа над заданием Ответы на вопросы по тесту . Как справляюсь с трудностями : Самостоятельно Спрошу у одноклассника Спрошу у учителя. Самооценка за работу на уроке: Отлично Хорошо Удовлетворительно Все не понятно
Спасибо за работу! Удачи и успехов на контрольной работе!