Методическая разработка урока по физике на тему:"Газовые законы"(10 класс)

Интегрированный урок физики, химии и экологии

Открытый урок по теме:

«Газовые законы», 10 класс.

Физико-математический профиль

Учитель физики: Звягинцева Л.А.

Цель урока.

 Образовательная: Изучить изопроцессы  и  научиться пользоваться ими  при  решении задач;

Задачи:

Развивающие:  развивать умения самостоятельно добывать знания, применять полученные знания в нестандартных ситуациях для решения графических и аналитических задач.

Формировать стремление к прочному усвоению теоретических знаний через опыты и наблюдения.

Воспитательные:  воспитывать  сознание важности сохранения здоровья.

12.50

Оборудование: компьютер, проектор, мультимедиа, 4 свечи, 4 высоких стакана, 4 бутыли, термометр, манометр, тонометр, насос, шприц, таблицы, бутылка, спиртовка, спички, скотч

1. Актуализация   

Эпиграф

  О, сколько их открытий чудных готовит просвещенье дух и опыт сын ошибок трудных и гений парадоксов друг и опыт бог изобретатель.

                                                                                            А.С. Пушкин

                   «Химия – это правая  рука физики, а математика -  её          глаза»

                                                                                     Михаил Васильевич Ломоносов

“Один опыт стоит тысячи слов”.
(арабская пословица)

Здравствуйте, дорогие ребята!

Меня зовут Любовь Анатольевна,  рада познакомиться с каждым из вас на нашем увлекательном путешествии в науку.

1.Источник знания неистощим: какие успехи ни приобретай человечество на этом пути, все людям будет оставаться искать, открывать и познавать.                                И. Гончаров

2.Знание может быть двух видов. Мы знаем сами об объекте, или мы знаем, где можно найти информацию о нем.                                                                                  С.Джонсон

3. Знание возбуждает любовь: чем больше знакомишься с наукою, тем больше любишь ее. Н. Чернышевский                                                                                       

5. «Человек страшится только того, чего не знает, знанием побеждается всякий страх»

В.Г.Белинский

Что общего в этих высказываниях и как вы их понимаете?

 ( Важно приобретать знания и делится ими)

Как же происходят открытия знаний?

Исаак Ньютон считал, что ему помогает умение много работать, а Альберт Эйнштейн говорил: «Все вокруг всё знают, но найдется чудак, который ничего не понимает, он то и совершит открытие»

   Михаил Васильевич Ломоносов был уверен, что изучать нужно все науки «Химия – это правая  рука физики, а математика -  её глаза»                                                                                  

Древнегреческий ученый Демокрит считал, что «не существует ничего кроме атомов и чистого пространства (пустоты)»

                     Возьмите кусочек пластилина и покажите,  из чего состоят  вещества?   (лепят)

Все вещества состоят из мельчайших частиц, которые движутся беспорядочно и хаотически. Частицы взаимодействуют друг с другом. Между ними  есть отдельные промежутки.

Опыт № 1 Покажем это на опыте. (Зеленкой окрасить воду в стакане, передать для окрашивания ребятам)

Опыт № 2                           Свеча за стаканом

Зажжем свечу позади стакана.  Можно ли погасить свечу, если подуть на стакан?

(ученики выдвигают разные предположения)

 Дунем, и свеча гаснет, будто между нет никакой преграды.

Как можно это объяснить?

(Свеча гаснет потому, что  воздух  движется.  Струя воздуха разбивается стаканом на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; они встречаются у свечи и гасят её.

Как движутся атомы и молекулы воздуха? А из каких атомов состоит воздух? ) Кислород, азот, углекислый газ)

Почему необходимо проветривать помещение несколько раз в день?

 Если помещение не проветривать, то меньше будет кислорода, содержание углекислого газа будет превышено! Появятся сбои в работе системы дыхания и кровообращения.

12.55

                                            2.Выбор темы урока, определение цели

(Просмотр фильма «Применение газа»)  О чем вы узнали из фильма?  Что знаете вы о газах?    (Работа в группе по 4 человека) 

Перед вами карточки с  химическими элементами, определите какие из них лишние? Почему?      Поделите их на 2 класса

1.  N₂   Не   Ne      2.  Ar  Cl₂  N₂      3.  O_{2 ,}  Xe,  Rn     4.  Cl_2,  Ne , Kr,       

   5 _.  Ne  F₂   N₂     6. Не  O₂   Br₂

А какие вы оставили? (1. Одноатомные газы: аргон, неон, гелий 2.Двухатомные газы:  азот, кислород, хлор)  Что общего у всех элементов?    (это газы и они подчиняются законам)

Мы определили тему урока: «Газовые законы». Какие цели мы можем поставить?

Изучить газовые законы и научиться их применять.

13.00                                                    3.Изучение нового материала

Газовые законы можно получить из уравнения состояния идеального газа Менделеева-Клапейрона. Но в истории физики, эти законы сначала были открыты экспериментально, а потом обобщены в уравнение состояния идеального газа Менделеева-Клапейрона  PV=vRT

Какие параметры определяют уравнением состояние идеального газа?

(Температура, давление, объем)

Назовите приборы для их измерения  (термометр, барометр, мензурка)

Уравнение состояния идеального газа, позволяет описать поведение идеального газа при любых изменениях параметров p, V, m, и Т.

Опыт № 3  Опыт с фонтаном        Свойства газов интересно изучать экспериментально

1.      Процесс изменения состояния термодинамической системы, протекающий при постоянной температуре, называют изотермическим. 

Если в уравнении состояния PV=vRT , считать Т=const,  то  PV= const:  .

Закон, установленный опытным путем в 1662г. английским ученым Р.Бойлем и в 1667г. независимо от него французским физиком Э.Мариоттом: 

Для данной массы газа при постоянной температуре произведение давление газа на соответствующий ему объем есть величина постоянная.

На пластиковой карточке этот процесс графически представляет гиперболу, называемой изотермой. Построим изотерму в тетради. Чем выше температура, при которой происходит процесс, тем выше расположена изотерма 

Закон Бойля – Мариотта можно проверить экспериментально.

Опыт 4.  Медленно изменяя объем воздуха в цилиндре при неизменной температуре, наблюдаем за показаниями манометра и убеждаемся, что с уменьшением или увеличением объема давление соответственно увеличивается или уменьшается во столько же раз.

2.      Процесс изменения состояния термодинамической системы,  протекающий при постоянном давлении, называется изобарным.

Опыт 5.  Опустим колбу в сосуд с холодной водой (кусочки льда).  Вставим  в нее стеклянную трубку с каплей воды и укрепим горизонтально с линейкой. В сосуд с холодной водой дольем горячую воду, объем газа увеличивается, видим по перемещению капли в трубке

   

Опыт 6. Вы можете наблюдать в опыте за изменением объёма при нагревании пробирки руками, для этого опустите в стакан с водой трубочку. Что вы наблюдаете? Сосчитайте, число пузырьков воздуха за 10 сек при разной температуре. Сделайте вывод.

Это закон Гей-Люссака:

Для данной массы газа при постоянном давлении газа отношение объема к температуре постоянно.                                                 V/T=const, при   P= const

Нарисуйте изобару в координатах P и V

Как расположатся прямые,  для изобар при разных давлениях, если P₂ больше P₁ ?

_3.        Процесс изменения состояния термодинамической системы,  протекающий при постоянном объеме называется изохорным.

Это закон Шарля:

Для  газа данной массы при постоянном объеме  отношение давления к температуре не меняется.

                P /T=const, при  V = const

Нарисуйте изохоры в координатах P и V

4.      Как расположатся прямые,  для изохор при разных объемах, если V ₂ больше V ₁ ?

ЗАКОН ШАРЛЯ
Заполните водой  малое колено манометра. Колбу с трубкой заполните газом. Опустите колбу в сосуд с теплой (30—40° С) водой. Объем, занимаемый газом, увеличится. Для восстановления первоначального объема газа долейте воду в большое колено манометра. Об изменении давления газа можно судить по разности столбов воды в коленах, о температуре газа — по температуре воды в сосуде.

13.15.                                                Физминутка

Звучит музыка

  Одно из своеобразных проявлений закона Бойля - дыхание, благодаря  которому происходит терморегуляция организма. Огромное значение имеет дыхательная гимнастика Стрельниковой.

1.      Насос

2.      Цыганочка

3.      Пальчиковая гимнастика

4.       «Задуй упрямую свечу»,  в руках полоски желтые и красные пламя свечи, дуем, дуем и задуем, опускаем руку, повторяем 3 раза

Работа в паре: Начните надувать воздушный шар. Когда шарик примет круглую форму, но еще не будет накачан, прижмите к нему с двух сторон пластиковые стаканчики. Продолжайте надувать шарик, через некоторое время отпустите стаканчики. Видите, что стаканчики не падают, а держатся — как будто чем-то приклеенные.  Какой  “клей” удерживает стаканчики?

13.17                 4.Закрепление полученных знаний

Задачи решаются с обсуждением у доски

1. Какой изопроцесс изображен на  участке 3-1 графика?      Как изменяются параметры газа? Объясните, опираясь на изученные законы 31 Закон Шарля                    P /T=const, при  V = const   P  увеличивается, Т увеличивается    Изохорное нагревание

Проверка задания

2.Определите недостающие величины по приведённым значениям параметров состояний газов

№	Р1, Па	V1, м3	Т1, К	Р2, Па	V2, м3	Т2, К
1	const	2*10-3	?	const	4*10-3	300
2	105	const	300	5*104	const	?
3	2*105	10-3	const	?	2*10-3	const

3.В Люксембурге выпущен автомобиль, работающий на сжатом воздухе с запасом  90 м³ воздуха, сжатого под давлением  в 300*10⁵ Па, он позволяет проехать 100 км, пропуская газ через четырёхцилиндровый пневматический двигатель. За городом, где экологическая обстановка не так напряжена, можно включить бензиновый двигатель, способный ещё и подкачивать воздух в резервуар. Если автомобиль получит достаточно широкое распространение, воздушные компрессоры придётся поставить на бензоколонках.

13.25
5.Контроль   Работа экспертов: Проверьте выполненные задания

В группе из 4-6 человек обсудить решение, назначить эксперта для защиты

№ 1

1. Исправь ошибки и оцени работу ученика

а) Назовите процессы 1-2.  Как изменяются, давление объем и температура в этом процессе, почему? Какие закономерности вы использовали для объяснения?

Ответ: Процесс 1-2  -изотермическое сжатие, на графике температура постоянна,  так как зависимость прямая, значит, согласно закону Бойля-Мариотта РV= const ,чем больше  объем, тем меньше давление. Объем уменьшается, давление увеличивается

Ошибки:1.Расширение, а не сжатие, значит, объем увеличивается, а давление уменьшается.

№ 2
1. Исправь ошибки и оцени работу ученика

а) Назовите процесс 2-3  Как изменяются, давление объем и температура в этом процессе, почему? Какие закономерности вы использовали для объяснения?

Ответ: Процесс 2-3  -изобарное сжатие на графике давление постоянно,  так как зависимость прямая, значит, согласно закону Гей-Люссака РV= const ,чем больше  температура, тем больше объем. Температура уменьшается и объем уменьшается пропорционально.

Ошибки:1. Согласно закону Гей-Люссака V/Т= const, неправильная запись закона

№ 3
1. Исправь ошибки и оцени работу ученика

а) Назовите процесс 2-3  Как изменяются, давление объем и температура в этом процессе, почему? Какие закономерности вы использовали для объяснения?

Ответ: Процесс 3-1  -изохорное охлаждение, на графике V= const ,  так как зависимость прямая, значит, согласно закону Шарля  Р/Т= const ,чем больше  температура, тем больше давление. Температура увеличивается и давление увеличивается пропорционально.

Ошибки: Процесс 3-1  -изохорное нагревание

Ошибки вынести на экран.              13.30

5.      Подведение итогов урока

Поставьте оценку за урок в лист самооценки, можно посовещаться с товарищами. Поднимите красные полоски, если получили 5, зеленые - 4, желтые 3

·         Вы  старались и работали очень хорошо, думаю, что мы достигли цели изучить газовые законы и  научиться решать задачи. Всем 5 за урок.

·         Дома: Составить викторину или сочинить задачу на газовые законы.

Я многому учусь у своих наставников, у товарищей, но больше всего учусь у своих учеников.                                                                                          

Интересно, что   люди используют знания и открытия по-разному.

Мария Склодовская Кюри первая женщина лауреат Нобелевской премии, причем дважды, ввела в практику радонотерапию в больницах Франции.

Но есть и трагические примеры - применение химического оружия в войнах и конфликтах.

Получая Нобелевскую премию, Пьер Кюри сказал, что в плохих руках, открытие может причинить вред, и произнес: «Встает вопрос: сможет ли человечество получить пользу, узнав секреты природы?» Он напомнил, что Нобель —  человек, в честь которого была названа премия, создал премию на деньги, полученные за изобретение динамита, показал, что взрывы могут поддерживать благосостояние, а могут привести к смерти. Пьер сказал: «Я из тех, кто, как и Нобель, верит, что человечество почерпнет больше хорошего, чем плохого, от моих открытий».

Надеюсь,  свои знания и опыт вы, наше молодое поколение, направите на дело мира и созидания.     

Рефлексия                 Выбери и закончи предложение

o    Я узнал, что  ….. o    Было трудно… o    Я понял, что физика ….. o    Я научился …..

o    Интересно было узнать, что   o    Меня удивили   o    Я задумался о профессии…

13.35   Удачи всем и  помните: Каждый день, в который вы  пополнили  образование хотя бы маленьким, но новым кусочком знания… считайте отличным днем.

Литература:

1.      infourok.ru›scenariy…vechera…matematika-eyo-glaza…

Инфоурок › Физика ›Конспекты› Сценарий физико-математического вечера "Химия - правая рука физики, математика - её глаза"

2.      resh.edu.ru›Предметы›lesson/6292/conspectкопияещё

Физика. 10 класс. Урок 20. Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы. ... Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2009. Открытые электронные ресурсы по теме урока

3.      http://ege.fipi.ru/os11/xmodules/qprint/index.php?proj=BA1F39653304A5B041B656915DC36B38