Конспект урока по теме "Газавые законы" (10класс)

Тема урока: «Газовые законы»

Учебный предмет: физика

Уровень школьников: 10 класс

Форма учебной деятельности: классно-урочная

Тип урока: урок объяснения нового материала

Дидактические цели: 1. Введение понятия изопроцесса;

                                        2. Сформулировать знания о газовых законах.

Задачи урока: 1. Образовательные:

- изучить изопроцессы ( история открытия);

- научить графическому изображению функциональной зависимости между параметрами газа;

- начать обучение решать аналитические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы.

                           2. Воспитательные:

- продолжить формирование познавательного интереса учащихся;

- в целях толерантного воспитания обратить внимание учащихся, что физика развивалась благодаря работам ученых разных стран и исторических времен;

- продолжить формирование стремления к глубокому усвоению теоретических знаний через решение задач;

- активизировать мыслительную деятельность учащихся.

                            3. Развивающие:

- умение выделять главное, обобщать;

- связать имеющиеся знания со знаниями из других областей.

Демонстрации: 1. Зависимость объема газа от температуры при постоянном давлении (опыт);

                             2. презентация  для интерактивной доски «газовые законы».

Место урока в разделе «Молекулярная физика. Тепловые явления»: урок  проводится в 10 классе в главе «Уравнение состояния идеального газа» после изучения основ МКТ, понятия температуры и введения уравнения Менделеева-Клайперона.

Оборудование:                                                                                                                                                                     -мультимедийная установка;                                                                                                                              - презентация к уроку;                                                                                                                                      - дидактический раздаточный материал;                                                                                                          - установка, демонстрирующая изобарный процесс (самодельная)

Дидактический материал: - учебник-задачник под редакцией Рымкевич «Задачи 9-11»

Ход урока.

1.     Мотивационный этап.

Учитель: Здравствуйте! Этот урок хочу начать с высказывания английского физика, одного из создателей квантовой физики, лауреата Нобелевской премии (1933) Поля Андриена Мориса Дирака: «Всякая физическая теория должна быть математически красивой».

Вы знаете, что в 1834 году французский ученый Поль Эмиль Бенуа Клайперон, работавший длительное время в России (Петербург), вывел уравнение состояния идеального газа при постоянной массе газа. В 1874 году Д.И. Менделеев обобщил уравнение Клайперона. Поэтому это уравнение получило название в честь этих ученых. Как оно называется?

Учащиеся: уравнение Менделеева-Клайперонна.

Учитель: Это уравнение позволяет описать состояние идеального газа с помощью 3-х пареметров. Каких?

Ученики: объема, давлении и температуры.

Учитель: Вспомним это уравнение (к доске ученик, составить уравнение, при этом читается стихотворение)

Есть у нас идеальный газ                                                                                                                       И мы запомним сразу                                                                                                                    Закон, который Менделеев и Клайперон                                                                              Открыли для этих газов.                                                                                                           Слева в нем произведение                                                                                                                 Из объема и давления.                                                                                                             Справа R на Т стоит                                                                                                                   Напиши закона общий вид.

Учитель: Перед вами лежит №1 лист с заданием. Напишите на них какие величины и их единицы измерения входят в это уравнение. (Один ученик к доске)

Проверти правильность написания на доске. Отложите листы с заданием на край стола.

Мы говорили, что нельзя изменить один из макропараметров газа, не затрону другие. Изучим процессы,  которых масса газа и один из 3-х макропараметров давление, объем и температура остается постоянным.

Количественные зависимости между двумя параметрами идеального газа одной и той же массы при неизменном значении третьего параметра называется газовыми законами. Итак, тема ура «Газовые законы».

Зная уравнение Менделеева-Клайперона можно вывести газовые законы, этим мы и займемся на уроке.

Вы должны знать, что в истории физики эти открытия были сделаны в обратном порядке: сначала экспериментально были получены газовые законы, и только потом они были обобщены  в уравнение состояния идеального газа. Этот путь занял почти 200 лет.

По сравнению с 17-18 веком, для вас задачу открытия газовых законов я упростила. Мы их будем выводить, используя уравнение Клайперона с помощью расчетных задач.

Вспомним уравнение Клайперона (к доске ученик).

2.     Изучение нового материала.   

Итак, газовые законы, что это?

Ученики:  Это количественное описание процессов, протекающих в газах при изменении двух макропараметров, а третий остается неизменным.

Учитель: такие процессы называются изопроцессами. ( греч. «изос» - равный, одинаковый).

Решим задачу. (к доске ученик)

а) формула р₁V₁=р₂V₂ выражает изотермический закон, в переводе с греческого «термо» - температура, теплый.

Давайте, попробуем сформулировать изотермический закон.

Ученики: для постоянной массы газа при постоянной температуре произведение объема газа на объем на соответствующее ему давление есть величина постоянная.

Учитель: б) Этот закон установлен опытным путем независимо друг от друга английским ученым Робертом Бойлем в 1662 году и французским физиком Эдмом Мариоттом в 1676 году, и носит название закон Бойля-Мариотта.

Графическая зависимость между двумя изменяющимися параметрами, давлением и объемом при постоянной температуре, изображается известной вам из курса математики гиперболой. Каждому значению температуры соответствует своя кривая, которая носит название – изотерма.

В осях рТ и VТ изотерма представляется прямой, перпендикулярной оси температур.

Учитель: решим задачу. ( к доске ученик)

а) формула V₁)Т₁= V₂)Т₂ выражает изобарный процесс, в переводе с греч. «барос»- тяжесть.

Давайте сформулируем этот закон.

Ученик: при неизменной массе газа и постоянном давлении объем газа прямо пропорционален абсолютной температуре.

б) этот закон так же установлен опытным путем в 1802 году французским ученым Жозефом Гей-Люссаком и носит его название

Графически этот процесс в координатных осях (V,Т) изображается прямой, начинается она в начале координат. Прямая называется изобарой. Угол наклона изобары зависит от давления газа: чем больше давление, тем меньше угол наклона.

Почему изобара начинается из нуля штриховкой?

Ученик: абсолютный нуль недостижим, при нем останавливаются тепловое движение.

Учитель:  В осях (р,V) и (р,Т) изобара изображается прямой и перпендикулярна оси давлений.                                                                                                                                                  Баночка у меня простая,                                                                                                                                                  А вот крышка ее золотая.                                                                                                                 Трубку в нее я вставила,                                                                                                                            На дне воду оставила.                                                                                                                     Руками банку обниму,                                                                                                            Волшебное слово шепну.                                                                                                            Воздух в банке расширяется,                                                                                                    Поэтому вода в трубке поднимается.                                                                       Демонстрирую изобарный закон                                                                                                        Вам задание на дом                                                                                                        Подумайте, где еще применяется он? (домашнее задание)

Давайте объясним это явление с помощью МКТ. (Ученик к доске)

Физкультминутка.

Учитель: решим задачу

а) формула р₁)Т₁=р₂)Т₂ выражает изохорный процесс, в переводе с греч. «хорема» - вместимость, объем.

Сформулируйте этот закон.

Ученик: при постоянной массе газа и постоянном объеме газа давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре.

Учитель: Этот закон был экспериментально установлен французским ученым Жаком Шарлем в 1787 году и носит его название. Жак Шарль измерил давление различных газов при нагревании при постоянном объеме и установил линейную зависимость давления от температуры, но не опубликовал свое исследование. Через 15 лет к таким же результатам пришел и Гей-Люссак и, будучи на редкость благородным, настоял, чтобы закон носил имя Шарля.

Графически зависимость между изменяющимися величинами, давлением и объемом, изображается в виде прямой, выходящей из начала координат. Эту прямую называют изохорой.

В осях (V,р) и (V,Т) изобара изображается прямой и перпендикулярна оси объемов.

Итак , законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля называются газовыми законами. Они являются частными случаями объединенного газового закона, описываемого уравнением Менделеева-Клайперона.  Законы были открыты экспериментально и имеют большое практическое применение. Дома написать рефераты по теме «Практическое применение газовых законов».

 Я вам раздала таблицу, которую необходимо заполнить дома при чтении конспекта и параграфа. Она вам поможет при подготовке к следующему уроку, а некоторым при сдаче ЭГЕ. 

Домашнее задание: п.71, вопросы, упр. 13 № 1,9,13, рефераты, таблица.

У каждого из вас есть листы с оценкой урока. Так как урок у нас был не совсем обычный, я попрошу вас высказать свое мнение об уроке. Поставьте галочку около выбранного утверждения, для меня это очень важно.

Что же мы узнали из урока?(ответы учащихся)

Хочу закончить этот урок следующим высказыванием: «Хитрые люди презирают знание, простаки удивляются ему, мудрые пользуются им». Т. Маколей.

И в конце урока напишем тест по газовым законам.

Всем спасибо. До свидание.

Название закона	Постоянные величины	Кто и когда открыл?	Формула закона	Графическое изображение закона
Название закона	Постоянные величины	Кто и когда открыл?	Формула закона	Графическое изображение закона

Лист №1 Опросник___________________ V___________________________________ Р___________________________________ m___________________________________ R___________________________________ T____________________________________ M___________________________________	Лист №1 Опросник___________________ V___________________________________ Р___________________________________ m___________________________________ R___________________________________ T___________________________________ M___________________________________
Лист №1 Опросник___________________ V___________________________________ Р___________________________________ m___________________________________ R___________________________________ T____________________________________ M___________________________________	Лист №1 Опросник___________________ V___________________________________ Р___________________________________ m___________________________________ R___________________________________ T___________________________________ M___________________________________
Лист №1 Опросник___________________ V___________________________________ Р___________________________________ m___________________________________ R___________________________________ T____________________________________ M___________________________________	Лист №1 Опросник___________________ V___________________________________ Р___________________________________ m___________________________________ R___________________________________ T___________________________________ M___________________________________

Лист №2 Оценка урока Мне понравилось______________________ Мне ничего не понравилось_____________ Мне было интересно___________________ Мне ничего не понятно_________________ Мне было скучно______________________ Мне было легко_______________________ Мне было трудно______________________ Я узнал много нового__________________	Лист №2 Оценка урока Мне понравилось______________________ Мне ничего не понравилось_____________ Мне было интересно___________________ Мне ничего не понятно_________________ Мне было скучно______________________ Мне было легко_______________________ Мне было трудно______________________ Я узнал много нового__________________
Лист №2 Оценка урока Мне понравилось______________________ Мне ничего не понравилось_____________ Мне было интересно___________________ Мне ничего не понятно_________________ Мне было скучно______________________ Мне было легко_______________________ Мне было трудно______________________ Я узнал много нового__________________	Лист №2 Оценка урока Мне понравилось______________________ Мне ничего не понравилось_____________ Мне было интересно___________________ Мне ничего не понятно_________________ Мне было скучно______________________ Мне было легко_______________________ Мне было трудно______________________ Я узнал много нового__________________

Тест. Вариант №1 1.      Какой из макроскопических параметров остается постоянным при изотермическом процессе.  а. Т      б. р      в. V      г. m  2.     Какая из формул описывает закон Бойля-Мариотта?          а. рV=const        б.р:V=const          в. VТ=const        г. V:Т=сonst 3.     Каким ученым принадлежит закон, описывающий изобарный процесс? а. Менделеев, Клайперон б. Шарль в. Бойль, Мариотт г. Гей-Люссак 4.     4.Какой график соответствует изохорному процессу? 5.     На каком из рисунков А,Б,В,Г, изображен процесс, соответствующий данному графику?

Тест. Вариант №2 1.     Какой из макроскопических параметров остается постоянным при изобарном процессе.            а. Т      б. р      в. V      г. m  2.     Какая из формул описывает закон Гей-Люссака?          а. рV=const        б.р:V=const          в. VТ=const        г. V:Т=сonst 3.     Каким ученым принадлежит закон, описывающий изотермический процесс? а. Менделеев, Клайперон б. Шарль в. Бойль, Мариотт г. Гей-Люссак 4.     Какой график соответствует изотермическому процессу?   5.     На каком из рисунков А,Б,В,Г, изображен процесс, соответствующий данному графику?