Инфоурок / Физика / Конспекты / Методическая разработка урока по теме: "Уравнение состояния идеального газа"
Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение на курсах повышения квалификации прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40%. По окончании курсов Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Открыт приём заявок на новые курсы повышения квалификации:

- «Профилактическая работа в ОО по выявлению троллинга, моббинга и буллинга среди подростков» (108 часов)

- «Психодиагностика в образовательных организациях с учетом реализации ФГОС» (72 часа)

- «Укрепление здоровья детей дошкольного возраста как ценностный приоритет воспитательно-образовательной работы ДОО» (108 часов)

- «Профориентация школьников: психология и выбор профессии» (108 часов)

- «Видеотехнологии и мультипликация в начальной школе» (72 часа)

- «Патриотическое воспитание дошкольников в системе работы педагога дошкольной образовательной организации» (108 часов)

- «Психолого-педагогическое сопровождение детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ)» (72 часа)

- «Использование активных методов обучения в ВУЗе в условиях реализации ФГОС» (108 часов)

- «Специфика преподавания русского языка как иностранного» (108 часов)

- «Экологическое образование детей дошкольного возраста: развитие кругозора и опытно-исследовательская деятельность в рамках реализации ФГОС ДО» (108 часов)

- «Простые машины и механизмы: организация работы ДОУ с помощью образовательных конструкторов» (36 часов)

- «Федеральный государственный стандарт ООО и СОО по истории: требования к современному уроку» (72 часа)

- «Организация маркетинга в туризме» (72 часа)

Также представляем Вашему вниманию новый курс переподготовки «Организация тренерской деятельности по физической культуре и спорту» (300/600 часов, присваиваемая квалификация: Тренер-преподаватель).

Смотреть список всех 216 курсов со скидкой 40%

Методическая разработка урока по теме: "Уравнение состояния идеального газа"

библиотека
материалов

Государственное областное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение


ЛИПЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ




Методическая разработка

открытого учебного занятия

по дисциплине «ФИЗИКА»

на тему:


«Уравнение состояния идеального газа»


Преподаватель: Саранцева Маргарита Юрьевна






Липецк, 2015 г.

Технологическая карта урока


Преподаватель


Саранцева Маргарита Юрьевна

Специальность

Наладчик контрольно-измерительных приборов и автоматики


Время проведения


урочное

Регламент проведения


45 минут

Участники занятия


студенты I курса

Тема раздела рабочей программы


Молекулярная физика и термодинамика

Тема занятия


Уравнение состояния идеального газа

Тип занятия


урок изучения нового материала

Технология обучения

Объяснительно-иллюстративная, частично-поисковая, репродуктивная


Цели урока учебного занятия:

Образовательные: показать математическую зависимость между тремя макроскопическими параметрами p,V, T; научить применять физические законы при решении практических задач.

Развивающие: формировать умение выделять главное, обобщать и связывать имеющиеся знания со знаниями из других областей; формировать умение наблюдать и анализировать явления, кратко и лаконично отвечать на вопросы; осуществить межпредметные связи с математикой при выводе уравнения Менделеева - Клапейрона, развить навыки самообразования.
Воспитательные: дать возможность почувствовать свой потенциал каждому студенту, чтобы показать значимость полученных знаний; побудить к активной работе мысли; развивать кругозор обучающихся и патриотические чувства гордости за свою страну, которая играла и играет в прогрессе человечества большую роль.

Методические: применение современных технологий, методов и средств обучения при проведении открытого занятия, активизация процесса обучения за счёт создания необходимых условий эффективной познавательной деятельности студентов, обеспечения творческого уровня освоения содержания учебного материала и способов действий.

Учебное занятие строится на следующих принципах:

- общедидактических:

  • доступность и наглядность в обучении;

  • сознательность и активность в обучении;

  • оптимальное сочетание различных методов, форм и средств обучения;

  • прочность и действенность результатов обучения;

- принципах обучения, демонстрирующих специфику профессионального образования:

  • соответствие содержания обучения требованиям освоения умений и навыков учебной дисциплины;

  • связь теории и практики в обучении;

  • самостоятельность студентов в процессе обучения.


В учебном занятии используются следующие методы обучения и воспитания:

  • словесные;

  • наглядно-демонстрационные (интерактивные);

  • практические;

  • самостоятельная работа студентов.


Планируемые результаты:

Предметные:

  • знать вывод физического закона;

  • решать задачи на уравнение состояния идеального газа.

Метапредметные:

  • уметь слушать собеседника и вести диалог; уметь признавать возможность различных точек зрения;

  • использовать различные способы поиска, сбора, обработки, анализа и интерпретации информации в соответствии с задачами урока;

  • уметь излагать свое мнение и аргументировать свою точку зрения;

  • активно использовать информационных средств и ИКТ для решения коммуникативных и познавательных задач.

Личностные:

  • развивать навыки сотрудничества с преподавателем и сверстниками в различных ситуациях; умения не создавать конфликтов и находить выход из спорных ситуаций;

  • формировать уважительное отношение к чужому мнению;

  • осуществлять самоконтроль, взаимоконтроль

  • оценивать свои достижения на уроке.



В учебном занятии применяются следующие методы контроля и проверки общих компетенций студентов:

  • контроль студентов по ходу изучения теоретического материала;

  • наблюдение за активностью студентов в решении проблемы и обсуждении полученных результатов;

  • оценка творческой инициативы и компетентности студентов при выполнении поставленной задачи.


Обеспечение учебного занятия:


Л.Э. Генденштейн, Ю.И. Дик, Физика 10 класс, компьютер, проектор, интерактивная доска, презентация к уроку


Ход урока:

Этапы урока

Содержание учебного материала.

Деятельность

преподавателя


Деятельность

студентов

Организационный

Приветствует обучающихся. Проверяет их готовность к занятию.

Приветствуют преподавателя.

Проверяют готовность к уроку (наличие тетради, учебника, задачника, технических средств).

Актуализация ранее усвоенных знаний


Сегодня на уроке мы с вами разработаем план выполнения необычной, но интересной экспериментальной задачи, решением которой вы займетесь дома. Давайте подумаем, как можно определить массу воздуха в некотором помещении, например в кабинете физики или в вашей комнате дома. При решении задачи можно пользоваться оборудованием: термометром, линейкой, барометром и конечно же вашими знаниями по физике и вашими рассуждениями. Как мы можем применить данные приборы и какие величины можно с их помощью определить?





А как установить зависимость между давлением, объемом и температурой и массой газа? 

И это будет целью нашего урока: вывести физический закон, устанавливающий зависимость между тремя макроскопическими параметрами - p, V, T и массой газа; научиться использовать закон при решении задач.
Что такое идеальный газ?

Назовите условия, при которых газ можно считать идеальным?

Что называется концентрацией?
Запишите и объясните физический смысл основного уравнения молекулярно-кинетической теории.

Какие параметры, характеризующие газ и процессы, проходящие в нем, называются микроскопическими параметрами (микропараметрами)?






Какие параметры, характеризующие газ, и процессы, проходящие в нем, называются макроскопическими параметрами (макропараметрами)?
Назовите макропараметры, характеризующие газ?



Температуру, объем, давление и некоторые другие параметры принято называть параметрами состояния газа. Выведем уравнение, устанавливающее зависимость между этими параметрами.











Термометром можно измерить температуру, линейкой измерить размеры комнаты и вычислить объем, барометром измерить атмосферное давление.















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. 




Параметры, характеризующие свойства газа как целого называются макроскопическими или макропараметрами. p – давление, V – объем, T – температура.

Изучение нового материала

Как зависит давление газа от концентрации его молекул и температуры?

Получим теперь с помощью данного равенства   новое уравнение. Если известно полное число частиц газа N, занимающего объем V, то число частиц в единице объема

n=N/V,

С учетом этого выражение (1) приводится к виду

P=NkT/V

pV=NkT


pV/T=Nk (2)

Если N=const, то  pV/T= const

p1V1/T1=p2V2/T2= const

Так как, Nk=const.

 Для постоянной массы идеального газа отношение произведения давления на объем к данной температуре есть величина постоянная.

Выведенное нами уравнение связывает давление, объем и температуру, которые определяют состояние идеального газа, называется уравнением состояния идеального газа (уравнение Клапейрона).


Историческая справка (сообщение студента о жизни Клапейрона )


Рассмотрим случай для произвольной массы газа 


(2) pV/T=kT


 N=m·NA/M

pV= mkNAT/M


где NA = 6,02·1023 моль-1 - число Авогадро, 

k=1,38·10-23 Дж/К - постоянная Больцмана

R=kN A = 8,31Дж/( моль·К) – универсальная газовая постоянная.


pV=(m/M) R T

уравнение Менделеева – Клапейрона - уравнение состояния идеального газа, связывающее три макроскопических параметра (давление, объем и температуру) газа данной массы.

 Историческая справка. (сообщение студента о жизни Менделеева) 25990_html_4641c3ba


Итак, мы получили уравнение состояния идеального газа для произвольной массы газа. Можем ли мы теперь используя полученное уравнение решить экспериментальную задачу, условие которой вы услышали в начале урока? Что для этого надо сделать?






Решение этой задачи вы выполните дома для одной из комнат. Отчет о проделанной работе оформите на двойном листе бумаги и принесите на следующий урок. Мы оценим полученные результаты и вы получите за эту работу оценки.

p=nkT (1)































































Надо измерить давление и температуру воздуха в комнате, объем комнаты и из уравнения состояния выразить и вычислить массу воздуха в комнате.






Закрепление изученного

Каковы нормальные условия для идеального газа?





Какие величины макропараметры характеризуют состояние газа? 

Чему равна универсальная газовая постоянная в СИ?



Задача № 1.Чему равен объем одного моля газа при нормальных условиях?

Даны нормальные условия: атмосферное давление p0=1,013·105 Па, температура t=00С, или Т0=273,15К, количество вещества ν=1 моль.

Найти : Vo _?

Решение: pV=m/M R T уравнение Менделеева – Клапейрона, зная, что ν = m/M.

Получим pV= ν R T. 

Подставим данные и вычислим: Vо = (1·8,31·273,15)/101300=0,0224 м3 = 22,4 л

Ответ: Vо = 22,4 л объем одного моля идеального газа любого химического состава при нормальных условиях.



С Р «Уравнение состояния идеального газа»

С Р «Уравнение состояния идеального газа»

ВАРИАНТ №1

1. Как изменится давление идеального газа при увеличении температуры и объема газа в 4 раза?

А. Увеличится в 4 раза

Б. Уменьшится в 4 раза

В. Не изменится


2. В баллоне 0,1м3 находится 2г кислорода О2 при температуре 470С. Каково давление газа в баллоне?

ВАРИАНТ №2

1. Как изменится давление идеального газа при уменьшении температуры и объема газа в 2 раза?

А. Увеличится в 2 раза

Б. Не изменится

В. Уменьшится в 2 раза


2. Найдите объем водорода Н2 массой 1кг при температуре 270С и давлении 100кПа.

С Р «Уравнение состояния идеального газа»

С Р «Уравнение состояния идеального газа»

ВАРИАНТ №3

1. Как изменится давление идеального газа при увеличении температуры и объема газа в 3 раза?

А. Увеличится в 3 раза

Б. Уменьшится в 3 раза

В. Не изменится


2. Какова температура кислорода О2 массой 1,6·10-2 кг, находящегося под давлением 106Па и занимающего объем 1,6·10-3м3?

ВАРИАНТ №4

1. Как изменится давление идеального газа при уменьшении температуры и объема газа в 2,5 раза?

А. Не изменится

Б. Уменьшится в 2,5 раза

В. Увеличится в 2,5 раза


2. Сосуд емкостью 2·10-3м3 наполнен азотом N2 под давлением 2·105Па при температуре 270С. Определите массу азота в сосуде.



 


Нормальные условия для идеального газа: атмосферное давление p=1,013*105 Па, температура t=00С, или Т=273,15К: 
Макропараметры p, V, T. 

R=NA k= 8,31Дж/ моль·К – универсальная газовая постоянная


Домашнее задание

§58, №10 стр. 162.


Итоги урока


     Зная уравнение состояния, можно сказать, как протекают в системе различные процессы при определенных внешних условиях, например, как будет меняться давление газа, если увеличивать его объем при неизменной температуре, и т.д. Речь уже идет о газовых законах, которые активно работают в живой природе, широко применяются в медицине, технике и т. д.  

Но об этом поговорим на следующих уроках.  


Поставленной цели мы достигли: вывели физический закон, устанавливающий зависимость между тремя макроскопическими параметрами - p, V, T; и использовали его при решении задач.





Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДВ-117049

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"