Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Методическая разработка открытого урока по теме "Основные положения МКТ, основное уравнение идеального газа"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Методическая разработка открытого урока по теме "Основные положения МКТ, основное уравнение идеального газа"

библиотека
материалов

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Многопрофильный колледж

Методическая разработка урока

Дисциплина «Физика »

Группа: ПКс-12-2

Тема « Основные положения МКТ, основное уравнение идеального газа »

Разработала: Оренбуркина М.В..

C:\Documents and Settings\Admin\Local Settings\Temporary Internet Files\Content.IE5\02UJTP0G\MM900354406[1].gif







2012 год

г. Магнитогорск

Открытый урок

Дисциплина: Физика

Группа: ПКс-12-2

Пояснительная записка.

Урок проводится для студентов 1-го курса и является уроком-закреплением изученного материала по теме: «Основные положения МКТ, основное уравнение идеального газа »

Проведению этого урока предшествует большая подготовительная работа: студенты изучают теоретический материал по теме, работают с формулами и условными обозначениями. На уроке студенты должны применить все полученные знания на практике, а именно: правильно проанализировав задачу, сделать вывод и решить ее ,с использованием теоретических знаний и правильно подобранных формул.

Методическая цель:

  1. Применение компьютерных технологий при обучении физики, реализация коммуникативной методики обучения, использования активных методов для повышения эффективности самостоятельной работы и развития мыслительной активности студентов.

  2. Применение нестандартной формы проведения урока для обобщения и закрепления полученных знаний по теме: «Основные положения МКТ, основное уравнение идеального газа»

Цели:

  1. Обобщение и повторение пройденного материала; проверка качества знаний учащихся по теме;

  2. Формирование умений понимать условие задачи и применять полученные знания на практике;

  3. Развитие внимания, мышления, памяти;

  4. Формирование положительного образа дисциплинированного студента;

  5. Воспитание чувства уважения друг к другу, к преподавателю, формирование мотивации к изучению физики.



Задачи:

  1. Учить анализировать условие задач и использовать теоретический материал на практике;

  2. Обобщить и систематизировать знания студентов по теме: «Основные положения МКТ, основное уравнение идеального газа»;

  3. Учить решать такие коммуникативные задачи, как умение рассказывать о явлении в конкретных качественных задачах;

  4. Учить использовать и применять основные понятия физики.

Форма урока: Комбинированный.

Оснащение урока: интерактивная доска, слайды с заданиями, раздаточный материал с заданиями, демонстрационный материал.

Виды работы: фронтальная, индивидуальная, групповая.

Реализация принципов наглядности и сознательности, активности и доступности, связи теории с практикой.





















Ход урока

Этап занятия

Время

(мин.)

Дидактическая задача

Принципы и методы

Содержание занятия

Деятельность преподавателя

Деятельность учащихся

1

2

3

4

5

6

7

1 .Оргмомент

2

Организация внимания студентов

Вербальный. Принцип сознательности, активности


Приветствие. Проверить наличие студентов.

Сообщение темы урока.

Подготовка к работе. Психологический настрой, мобилизация внимания на восприятие.

Результат: сформирована мотивация деятельности студентов

2.Формирование мотивация

3

Сообщение темы урока, определение важности изучаемого материала, необходимости умения говорить о том, что мы делаем постоянно каждый день, как правило.

Словесно-информационный, принцип сознательности, активности. Использование интерактивной доски с компьютерным слайдом, содержащим информацию о теме.

Студенты знакомятся с темой и планом занятия.

Формирование цели; план урока, оценка занятия.

Психологический настрой, мобилизация внимания на восприятие.

Результат: сформирована мотивация к участию в работе на уроке.

3.Актуализация опорных знаний

40

Контроль владения теоретическим материалом по теме «Основы МКТ, основное уравнение МКТ, уравнение состояния идеального газа»

Вербальный, частично-поисковый, методы. Принципы, доступности, сознательности, само-и-взаимоконтороль. Использование интерактивной доски, раздаточного дидактического материала.

Повторение основных постулатов МКТ. Решение качественных задач. Повторение основных величин, формул, параметров в сопровождении задач на вычисление по темам: масса; размер молекул; идеальный газ; температура; уравнение состояния идеального газа.

Стимулирования активного участия в ходе занятия, организация чёткого предоставления дидактического материала, коррекция выполняемых заданий. Проверка уровня и владения основными понятиями и терминами.

Учащиеся предоставляют доклады на тему «Жизнь замечательных людей». Используя знания теоретич. материала решают качественные задачи в сопровождении слайдов. Повторяют основные параметры,формулы по разделам. Решают задачи на вычисление.

Результат: систематизация изученного материала, закрепление основных формулировок, терминов, понятий, законов.

4.Контроль знаний.

20

Применение на практике полученных теоретических и практических знаний.

Метод частично поисковый, принцип доступности, сознательности, активности.

1. Предоставляется каждому студенту индивидуальная задача.

2. Выполняется физический диктант с проверкой.

Контроль за качеством выполнения индивидуальных заданий.

1.Получив задание, студенты анализируя условия, используют ранее полученные знания для решения поставленной задачи.

2. С использованием слайдов выполняется физический диктант по вариантам.

Результат: активизация знаний.

5. Для чего изучаем физику

10

Применение теоретических знаний на примерах из жизни.

Метод частично поисковый, принцип доступности, сознательности, активности.

Нестандартные задачи по физике.

Закрепление основных понятий физики.

Ответы на вопросы преподавателя.

Результат: активизация знаний.

6. Подведение итогов

10

Организация оценки работы студентов.

Учёт личностных характеристик учащихся.

Подведение итогов урока, Выставление оценок.

Подведение итогов работы. Стимулирование студентов к самооценке.

Студенты оценивают свою деятельность на уроке, выражают свое отношение к уроку.

Результат: мнение студентов о работе на уроке. Сформирована мотивация на следующее занятие.



Содержание урока

  1. Оргмомент.

Приветствие студентов. Отметить присутствующих, сообщить о предстоящей работе.

2. Формирование мотивации.

(Слайд 2)

Студенты знакомятся с темой и планом занятия. При сообщении темы урока, определяется важность изучаемого материала, необходимость уметь говорить о том, что мы делаем, видим.

3.Актуализация опорных знаний.

( слайд 3- 21)

Студенты заранее разделились на группы по 4 человека.

На данном этапе используется работа по группам. Ответы на вопросы или задачи студенты фиксируют на отдельный лист, обсуждая те или иные моменты.

1). В основе МКТ лежат три постулата. Требуется их назвать, после чего выходит ролик с правильным ответом.

( слайд 4)

1. Все вещества состоят из молекул.

2. Молекулы движутся непрерывно и хаотично.

3. Взаимодействуют на любых расстояниях.

Существует ряд процессов, которые являются доказательством этих законов:

Диффузия. Что это такое?

Броуновское движение.

После постулатов приводится несколько слайдов, которые доказывают их правильность. ( слайд 4)

Закрепляем данный раздел качественными задачами: (слайд 5)

1. Почему в горячей воде сахар растворяется быстрее и в большем количестве, чем в холодной.

2.Объясните процесс склеивания с точки зрения МКТ.

3. Кузнец нагревает добела два куска железа и, желая их сварить, накладывает друг на друга и ударяет молотом. Куски соединяются, « свариваются» .Объясните явление.

2). Масса и размеры молекул.

Основные параметры и их условные обозначения. (слайд 7)

1. Студентам необходимо правильно дописать к понятию его условное обозначение:

  • относительная атомная масса (а е м)

  • постоянная Авогадро a (1/моль)

  • молярная масса вещества (кг/моль)

  • количество вещества (моль)

  • число молекул N (-)

  • масса одной молекулы m (кг)

  • масса вещества  m (кг),

2. Закончить формулы: (слайд 8)

(красным цветом помечены буквы, на месте которых должен быть «?»)

hello_html_1f98ed81.gif

3. Пример задачи:

Определите количества вещества и число молекул в золотом браслете, масса которого равна 32 г. (слайд 9) hello_html_925c7b7.png



3) Идеальный газ.

1. Основные параметры и их условные обозначения. ( слайд 11)

давление газа

температура

Объем газа

Кинетическая энергия молекул

Постоянная Больцмана

Концентрация газа

Средняя квадратичная скорость



( в качестве повторения)

2. Известно, что частицы в газах, в отличие от жидкостей и твердых тел, располагаются друг относительно друга на расстояниях, существенно превышающих их собственные размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше энергии межмолекулярного взаимодействия. Для выяснения наиболее общих свойств, присущих всем газам, используют упрощенную модель реальных газов - идеальный газ. Основные отличия идеального газа от реального газа:



1. Частицы идеального газа - сферические тела очень малых размеров, практически материальные точки.

2. Между частицами отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия.

3. Соударения частиц являются абсолютно упругими.



Реальные разреженные газы действительно ведут себя подобно идеальному газу. Воспользуемся моделью идеального газа для объяснения происхождения давления газа. Вследствие теплового движения, частицы газа время от времени ударяются о стенки сосуда. При каждом ударе молекулы действуют на стенку сосуда с некоторой силой. Складываясь друг с другом, силы ударов отдельных частиц образуют некоторую силу давления, постоянно действующую на стенку. Понятно, что чем больше частиц содержится в сосуде, тем чаще они будут ударяться о стенку сосуда, и тем большей будет сила давления, а значит и давление. Чем быстрее движутся частицы, тем сильнее они ударяют в стенку сосуда. Мысленно представим себе простейший опыт: катящийся мяч ударяется о стенку. Если мяч катится медленно, то он при ударе подействует на стенку с меньшей силой, чем если бы он двигался быстро. Чем больше масса частицы, тем больше сила удара. Чем быстрее движутся частицы, тем чаще они ударяются о стенки сосуда. Итак, сила, с которой молекулы действуют на стенку сосуда, прямо пропорциональна числу молекул, содержащихся в единице объема (это число называется концентрацией молекул и обозначается n), массе молекулы mo, среднему квадрату их скоростей и площади стенки сосуда. В результате получаем: давление газа прямо пропорционально концентрации частиц, массе частицы и квадрату скорости частицы (или их кинетической энергии). Зависимость давления идеального газа от концентрации и от средней кинетической энергии частиц выражается основным уравнением молекулярно-кинетической теории идеального газа. Мы получили основное уравнение МКТ идеального газа из общих соображений, но его можно строго вывести, опираясь на законы классической механики. Приведем одну из форм записи основного уравнения МКТ:

P=(1/3)· n· mo· V2. (слайд 12,13,14 )

Измеряемая по шкале Цельсия температура может быть как положительной, так и отрицательной, в то время как абсолютная температура всегда неотрицательна. Наименьшая температура по абсолютной шкале - это абсолютный нуль. При такой температуре P=0, что согласно МКТ возможно, если средняя кинетическая энергия молекулы равна нулю.

Таким образом, при абсолютном нуле температуры прекращается тепловое движение частиц вещества. Ниже этой температуры быть уже не может. Эта температура приблизительно равна - 273oС. Единица абсолютной температуры называется кельвином (K).

Абсолютная шкала температурОпытным путем было установлено, что при постоянном объеме и температуре давление газа прямо пропорционально его концентрации. Объединяя экспериментально полученные зависимости давления от температуры и концентрации, получаем уравнение: р = nkT, где - k коэффициент пропорциональности - постоянная Больцмана. Постоянная Больцмана связывает температуру со средней кинетической энергией движения молекул в веществе. Это одна из наиболее важных постоянных в МКТ. Температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества. Следовательно, температуру можно назвать мерой средней кинетической энергии частиц, характеризующей интенсивность теплового движения молекул. Этот вывод хорошо согласуется с экспериментальными данными, показывающими увеличение скорости частиц вещества с ростом температуры.

Зависимость скорости от температуры

3. В качестве закрепления предлагается качественная задача, с использованием теоретического материала:

Влияние скорости молекул на процесс ( слайд 15)


Молоко представляет собой суспензию, в которой нерастворимые мелкие капельки жира находятся во взвешенном состоянии. Что нужно сделать, чтобы в молоке побыстрее отстоялись сливки?








формулы

4. Закончить формулы. ( слайд 16)

Проверка

hello_html_m728f1aac.png

hello_html_m406fb9df.png.





5. Пример задачи: ( слайд 17 )

Какова концентрация молекул кислорода при температуре 0 С и давлении 133,3Па?

hello_html_58353cb4.png

.

4) Уравнение состояния идеального газа.

1. Основные понятия. ( слайд 19 )

Молекулярно-кинетическая теория рассматривает идеальный газ как множество частиц (молекул), расстояние между которыми намного превышает размеры самих частиц, находящихся в состоянии непрерывного хаотичного движения. Состояние идеального газа и процессы, проходящие в нем, будут определяться количеством частиц (молекул), из которых состоит газ, и их параметрами, такими как масса, диаметр, скорость, энергия и пр. Такие параметры называются микроскопическими или микропараметрами.

Однако состояние газов можно охарактеризовать немногим числом физических величин, относящимся не к каждой молекуле, а ко всему газу в целом. Такие параметры называются макроскопическими или макропараметрами. Если состояние газа не меняется, то не меняются и эти параметры.

Поэтому температуру, объем, давление и некоторые другие параметры принято называть параметрами состояния газа. Из основного уравнения МКТ идеального газа можно получить уравнение состояния идеального газа, связывающее между собой параметры состояния Р, V и Т. Если исключить из уравнения МКТ микроскопический параметр - число частиц, - заменив его с помощью известных соотношений макроскопическим параметром - массой, то можно получить другую форму записи уравнения состояния.

Уравнение Менделеева-КлапейронаУравнение Менделеева-Клапейрона

2.Задача на дом (слайд 21)

В баллоне объемом 30 hello_html_64d64565.gifнаходится водород под давлением 5hello_html_m1900c49e.gifПа, при температуре hello_html_m35632e18.gifС. Определите массу водорода.

















5. Выступление студентов с докладами: (на 3-5 мин. каждый )

hello_html_m4dead04.png

4. Контроль знаний .

Работа индивидуальная и состоит из двух этапов:

1. Индивидуальная задача.

2. Физический диктант.

Задания для работы на оценку.

Вариант 1.

Плотность идеального газа 3 кг/hello_html_m17ce4add.gifа средний квадрат скорости его молекул hello_html_2a7340c7.gif/hello_html_m673292ca.gif.Рассчитайте давление , под которым находится газ.

Вариант 2.

Определите давление идеального газа, средняя скорость молекул которого 200м/с, а концентрация газа 3·hello_html_m11eacc35.gifкг.

Вариант 3.

Средняя кинетическая энергия идеального газа 6·hello_html_58ab6d5.gif·hello_html_3d5e73bd.gif.Определить давление газа.

Вариант 4.

Определите давление идеального газа, занимающего объем 2 hello_html_m78a94565.gif. Масса газа 4 кг, а средняя квадратичная скорость молекул300м/с.

Вариант 5.hello_html_11852162.gif

Найдите среднюю квадратичную скорость молекул газа, его плотность 1,5 кг/hello_html_m78a94565.gif, а давление 0,6·hello_html_5b4ce339.gifПа.

Вариант 6.

Средняя квадратичная скорость молекул идеального газа 200 м/с, а его плотность 6кг/hello_html_m78a94565.gif.

Каково давление, под которым находится газ?

Вариант 7.

Определите концентрацию идеального газа, если средняя кинетическая энергия его молекул 2·hello_html_m13c4834f.gif Дж, а давление 4·hello_html_m1fb63b77.gif

Вариант 8.

Определите среднюю кинетическую энергию молекул идеального газа, находящегося под давлением 2hello_html_62591e81.gif , если концентрация его молекул 3·hello_html_6408c22e.gif hello_html_11852162.gif

Вариант 9.

Какова средняя кинетическая энергия молекул идеального газа при температуре hello_html_m35632e18.gif С ?

Вариант 10.-

При какой температуре средняя кинетическая энергия молекул газа равна 1,38·hello_html_45e5ffc9.gif ?

Вариант 11.

Определите температуру идеального газа, если средняя кинетическая энергия молекул которого равна 2,76·hello_html_m88ebe8.gif ?

Вариант 12.

При температуре 300 К концентрация молекул газа составляет 4·hello_html_6408c22e.gif Под каким давлением находится газ?

Вариант 13.

Определите температуру газа, находящегося под давлением 2·hello_html_m4c911498.gif , если концентрация его молекул составляет 5·hello_html_73726f17.gif .

Вариант 14.hello_html_11852162.gif

Определить концентрацию молекул идеального газа, находящегося при нормальном давлении и температуре hello_html_m35632e18.gif С .



2. Физический диктант

(слайд 24,25)

Студентам предлагается ряд физических величин, к каждой из которых они должны самостоятельно и на время дописать условное обозначение и единицу измерения.



Физический диктант

Вариант 1

1. объем-

2. относительная атомная масса-

3. число Авогадро-

4. масса одной молекулы-

5. постоянная Больцмана-

6. давление-

7. плотность-

8. концентрация –

9. скорость молекулы-

проверка:

hello_html_3a0ab32b.png

Вариант 2

1. масса вещества-

2. молярная масса вещества-

3. число молекул-

4. количество вещества-

5. универсальная газовая-

6. абсолютная температура-

7. объем-

8. диаметр молекулы-

9. кинетическая энергия –

проверка:

hello_html_m6aa202c.png



5. Для чего изучаем физику.

(слайд 27-32)

В данном разделе используются нестандартные задачи по физике.

Предложенные задачи:

1. Иногда из водопроводного крана вода вытекает белая, как молоко. Чем это объяснить?

2. У некоторых птиц наблюдается значительное колебание температуры тела. Например, у колибри, в холодные ночи температура тела снижается до 18,8.. С. и все функции организма значительно замедленны. Подобные явления оцепенения отмечены у стрижей и ласточек. Снижение температуры тела и впадение в состояние длительного оцепенения может быть вызвано сочетанием неблагоприятной внешней температурой. Почему замедляются все функции организма птиц при понижении температуры?

3. Тончайший порошок (например - цветочная пыльца), разболтанный в стакане с водой не оседает на дно, а все время держится в ней во взвешенном состоянии. Почему?

4. Большая часть территории Калахари, свыше 70 % Сахары, представляет собой так называемые «хамады» - это бескрайние каменистые плоскогорья, разделенные долинами и впадинами. Время от времени мертвую тишину горных ущелий оглашают резкие, словно выстрелы, звуки. Это трескаются под действием перепада температуры горные породы, засыпая склоны обломками скал. Почему трескаются горные породы? Как изменяется расстояние между молекулами между молекулами с повышением и понижением температуры?

5. Примеры использования теплопроводности в живой природе (человеческий волос, особенности шерсти северного оленя).

6. Подведение итогов.

(слайд 33,34)

На этом этапе преподавателем и студентами обсуждается урок, анализируется полученный теоретический материал и уровень, на котором усвоен данный урок. Проставляются оценки с комментариями.


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 15.12.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров424
Номер материала ДВ-261712
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх