Разработка открытого урока физики в 10 классе на тему: "Газовые законы"

Темеа урока : «Газовые законы. Изопроцессы»

Цели урока:

Учебные:

-       уметь   выводить  газовые  законы,  понимать,  читать  и   строить          графики изопроцессов;

-   способствовать выработке умений применять полученные знания при работе с графиками;

-   формировать умение применять полученные знания на практике;

Развивающие:

-   развивать аналитические и практические умения учащихся;

-   развивать навыки самостоятельной и исследовательской работы, анализа своей работы, взаимоконтроля, развивать устную речь, с целью развития познавательного интереса учащихся;

Воспитательные:

-       воспитывать  умение   высказывать  свою   точку  зрения,  слушать    других, принимать участие в диалоге;

-   формировать способности к позитивному сотрудничеству;

-       формирование  мировоззренческих  понятий   о   познаваемости  мира,    для воспитания чувства само- и взаимоуважения при работе в парах, группах.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Формы организации познавательной деятельности:

ü  фронтальная;

ü  групповая;

ü  индивидуальная

Техническое обеспечение урока: мультимедийный проектор, компьютер, интерактивная доска, презентация «Газовые законы», карточки-задания, листы самооценки.

ХОД УРОКА

1.   Организационный момент. (1 мин)

2.   Проверка домашнего задания (12 мин) Учитель (блиц-опрос): (слайд 2)

-   Какова тема прошлого урока?

-   Как выглядит уравнение Менделеева – Клапейрона?

-   Для чего нужно это уравнение состояния для идеального газа?

- В чём смысл уравнения состояния идеального газа?

Давление, объём и температура меняются, но (не меняется значение дроби).

- Какие ещё могут быть изменения?

Давление, объём меняются, но температура при этом не меняется. А может меняться температура и объем, а давление оставаться постоянным или температура и давление меняется, но объем оставаться постоянным.

3.   Актуализация знаний. (2 мин):

Уравнение состояния идеального газа

pV    m RT M

или

 pV    const T

=

=

связывает 3 макроскопических параметра, каких? (слайд 4)

Количественная    зависимость    между   двумя   параметрами    газа  

при фиксированном значении третьего называют газовыми законами.

-   Как вы считаете, сколько их и какие это могут быть уравнения – законы?

-   Используя уравнение состояния идеального газа, можно вывести все три закона за 10 минут. Но 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. Этот путь занял почти 200 лет: первый газовый закон был получен в 1662 году физиками Бойлем и Мариоттом, уравнение состояния – в 1834 году Клапейроном, а более общая форма уравнения – в 1874 году Д.И.Менделеевым.

-    

-             - «Итак, сформулируйте тему урока !»

-                                                                (- газовые законы) (слайд3)

-    

-             - «Какова основная познавательная задача урока?»

-                        ( - Изучить зависимость между двумя параметрами состояния газа при постоянном третьем)

4.   Изучение нового материала (17 мин.):

Учитель: Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров называют изопроцессами (от греческого слова «изос» - равный). Изопроцесс – это идеализированная модель реального процесса, которая только  приближенно отражает действительность.

-   Сколько параметров связывает между собой уравнение состояния?

-   Сколько изопроцессов мы должны изучить?

Ни один термодинамический параметр нельзя изменить, не затронув один, в то и два других параметра. Бывает так, что газ данной массы переходит из одного состояния в другое, изменяя только два параметра, оставляя третий неизменным. Такой переход называется изопроцессом, а уравнение его закономерности - газовым законом. Изопроцесс – процесс, при котором масса газа и один из его термодинамических параметров остаются неизменными. Газовый закон – количественная зависимость между двумя термодинамическими параметрами газа при фиксированном значении третьего. “Искусство экспериментатора состоит в том, чтобы уметь задавать природе вопросы и понимать ее ответы”.Майкл Фарадей. Демонстрация опытов : Попробуйте объяснить

опыт “Картезианский водолаз” Оборудование: пластмассовая бутылка 1,5 л, заполненная водой с крышкой; медицинская пипетка, заполненная подкрашенной водой. Опыт1: Бутылка наполненная водой внутри которой плавает пипетка. Закроем плотно колбу крышкой и возьмем колбу в руки – пипетка погружается, уберем руки пипетка всплывает объясните действие пипетки. Какой параметр остаётся постоянным? опыт “Шар в банке”. Оборудование: стеклянная банка на 2 л, воздушный шарик, горячая вода, пустой сосуд. Какой параметр остаётся постоянным? Опыт2: в пустую стеклянную банку наливаем горячей воды и держим там 1-2 мин, затем выливаем ее в пустой сосуд. Банку накрываем надутым воздушным шариком и наблюдаем как шарик втягивается в банку. опыт “Разрушение банки”. Оборудование: пластмассовая или металлическая банка с закручивающейся крышкой, очень горячая вода, сосуд с холодной водой. Опыт: налить горячую воду в банку подержать там 2 мин. и вылить, быстро закрыв отверстие. Затем сразу облить ее холодной водой. Банку сплющит. Какой параметр остаётся постоянным? Чтобы объяснить эти опыты необходимо рассмотреть газовые законы.

Для групповой работы класс делится на три группы (три ряда). Работая с учебником, каждая группа изучает изопроцесс по следующему плану исследования: (слайд 5)

1)  определение изопроцесса;

2)  формула закона, название закона;

3)  историческая справка;

4)  графическое изображение процесса;

5)  название графика.

Итак, рассмотрим с вами три изопроцесса. Каких?

Каждая группа у доски представляет свой закон согласно плану. Одна группа выступает, другие две группы записывают в тетрадь.

1   группа. I. Изотермический процесс (слайд 6)

Процесс изменения состояния системы макроскопических тел (термодинамической системы) при постоянной температуре называют изотермическим («изос» - равный; «термос» - теплый)

 pV =const

T               ;   Т = const ,   рV = const

Историческая справка: этот закон экспериментально был открыт в 1662 г английским ученым Р.Бойлем и независимо от него несколько позже в 1676 г французским физиком Э.Мариоттом.

Поэтому оно носит название закона Бойля – Мариотта.

Зависимость давления газа от объема при постоянной температуре графически изображают кривой, которую называют изотермой.

Учитель: Этот изотермический процесс можно изобразить и в других координатных осях. Изобразим изотерму в координатах рТ и VТ.

                                         

Закон Бойля-Мариотта начинает «работать на человека» (как, впрочем, и на любое млекопитающее) с момента его рождения, с первого самостоятельного вздоха.

При дыхании межреберные мышцы и диафрагма периодически изменяют объем грудной клетки. Когда грудная клетка расширяется, давление воздуха в легких падает ниже атмосферного, т.е. «срабатывает» изотермический закон (pV=const), и в следствие образовавшегося перепада давлений происходит вдох. Другими словами воздух идет из окружающей среды в легкие самотеком до тех пор, пока величины давления в легких и в окружающей среде не выровняются.

Выдох происходит аналогично: вследствие уменьшения объема легких давление воздуха в них становится больше, чем внешнее атмосферное, и за счет обратного перепада давлений он переходит наружу.

2                                                                                                                                                                                                                                                   г р у п п а . II.

2. Изобарный процесс  (слайд 7)

=

Процесс  изменения  состояния  термодинамической  системы                     при постоянном давлении называют изобарным (греч. сл. «барос» - тяжелый, вес)

=

 pV    const T

;   р = соnst ,

V    const T

Историческая справка: этот закон был установлен экспериментально в 1802 г. французским физиком Ж. Гей-Люссаком и носит название закона Гей- Люссака.

Графическая зависимость объема от температуры изображается прямой линией – изобарой. При очень низких температурах закон Гей-Люссака не выполняется, поэтому сплошная линия на графике заменена пунктиром.

Учитель: Изобразим изобару в координатах рТ и рТ.

3   группа. III. Изохорный процесс (слайд 8)

=

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным (греч. сл. «хорема» - вместимость).

=

 pV    const T

, V = соnst ,

 р   const T

Историческая справка: этот газовый закон был установлен в 1787 г французским физиком Ж. Шарлем и носит название закона Шарля.

Графическая зависимость давления от температуры изображается прямой линией – изохорой.

Учитель: Изобразим изохору в координатах VТ и рV.

Объяснение опытов:  когда ведущий берет мягкую бутылку в руки, он ее сдавливает. Это приводит к увеличению давления внутри бутылки и уменьшения объема пузырька воздуха в пипетке, т.е. по закону Бойля-Мариотта увеличение давления на газ(воздух в пипетке) приводит к уменьшению объема этого воздуха (сжатию). При этом уменьшается сила Архимеда и пипетка тонет. Меняя нажим на бутылку, ведущий имеет возможность изменять эту силу и управлять глубиной погружения пипетки. Для этого принципиально важно, чтобы бутылка была герметично закрыта.

Объяснение:  при нагревании воздух в банке расширился, и его часть вышла из банки. При охлаждении воздух в банке сжимается, и шарик заполняет пустое место в банке под действием атмосферного давления, которое на протяжении всего опыта не менялось – закон Гей- Люссака.

Просмотр видео с опытами, подтверждающими справедливость газовых законов.

физминутка

5.  Физ минутка ( 3 мин)

Упражнение для ног.

Учитель перечисляет утверждения об атоме, и если утверждение

верно – учащиеся остаются сидеть на месте, если «неверно»-

встают.

Например. Какие утверждения о строении атома верны:

1.ядро атома состоит из протонов и электронов,

2.сумма чисел протонов и нейронов в атоме называется

атомным числом,

3.число протонов и электронов в атоме одинаково,

4.число нейтронов в атоме равно заряду ядра,

5.протоны и нейтроны имеют одинаковый заряд,

6.заряд атома имеет положительное значение.

6.   Закрепление пройденной темы ( 3 мин)

- Сбор общей таблицы « Газовые законы» из отдельных пазлов. (слайд 10)

- Работа с карточкой (слайд 12)

КАРТОЧКА № 1

1.   Важно запомнить, что для постоянной массы газа:

ü  Температура в ы ш е на той   изотерме, г р а ф и к кото р о й л е ж и т в ы ш е в координатах рV

ü  Давление больше   на   той   изобаре, г р а ф и к ко т о р о й л е ж и т н и ж е в координатах VT

ü  Объем больше на той изохоре, график которой лежит ниже в координатах рТ

2.   Вычертите представленную диаграмму в координатах   рТ, VТ

 

6.   Подведение итогов. Рефлексия. (3 мин) Учитель: Подведем итоги нашего урока (блиц-опрос).

-   Какова тема сегодняшнего занятия?

-   Вы все успешно справились с поставленной целью? Какой?

-    

-   Что вызвало у вас затруднение? Что не получилось?

А сейчас каждый из вас оценит свою деятельность на протяжении всего нашего занятия. На обратной стороне вашей  карточки изображена карта самооценки, на которой вы должны сделать пометки напротив каждого этапа, затем по ним вычертить график.

Оценка                           

ЛИСТ САМООЦЕНКИ

учащегося (-йся)

                                   Могу научить

                                    своего товарищ

                                            Владею

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  свободно

                                              Испытываю

                                             затруднения

                                                                       газовые         построение                                                                               законы           

                                                                        уравнения        графиков       знание

7.   Домашнее задание. (2 мин)

Ваши карты-задания сдайте на проверку, каждому будут выставлены оценки и озвучены на следующем уроке.

Наше занятие закончилось. Ваше домашнее задание будет следующим:

   

Спасибо за работу и всех благодарю за сотрудничество. До свидания!

МБОУ ВСОШ № 2, г. Владикавказ

Методическая разработка урока по физике в 10 классе по теме: «Газовые законы. Изопроцессы»

                     Учителя физики  и информатики

                 Партиспанян К. Р

2021