Инфоурок Физика СтатьиСтатья по теме "Решение одной задачи по МКТ методом наводящих вопросов".

Статья по теме "Решение одной задачи по МКТ методом наводящих вопросов".

Скачать материал

Решение одной задачи по МКТ методом наводящих вопросов

 

Задача.   Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 800 моль, на 500 К ему сообщили количество теплоты 9,4 Мдж. Определить работу газа и приращение его внутренней энергии.

Основные содержательные блоки, усвоение которых необходимо для решения этой задачи.

Блок№1   «Газовые законы». Материал для отработки первого блока:  виды изопроцессов, знать, какая величина является постоянной для данного изопроцесса.

Блок№2 - «Работа газа»Материал для отработки первого блока: формула работы газа над внешними телами  = p(- ); понимание того, что по данной формуле работу можно рассчитывать только тогда, когда p = соnst.

Блок№3 – «Уравнение Менделеева-Клапейрона». Материал для отработки второго блока:

уравнение состояния идеального газа pV = νRT; понимание того, что  данное уравнение связывает три основных параметра идеального газа (p, V, T).

Блок№4 – «Первый закон термодинамики». Материал для отработки третьего блока: закон сохранения и превращения энергии, распространенный на тепловые явления, который называется первым законом термодинамики, его формулу в виде  Q = U + ; понимать, что количество теплоты, отданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Система наводящих вопросов для каждого блока.

 - C чего начнем решение задачи ( С перевода единиц. )

Блок№1

-  Какая величина не изменяется при изобарном процессе? ( р = const)

Блок№2

- Как будем определять работу газа, учитывая, что p = const? ( По формуле = p(- ))

- А можем ли мы это сделать сразу? ( Нет, так как у нас нет ни давления, ни начального и конечного объемов.)

Блок№3

- Какую формулу, содержащую эти величины, мы можем использовать? (Уравнение Менделеева-Клапейрона pV= RT)

- У нас получилась система уравнений ( = p- p  и   pV= νRT)

- Каким методом будем ее решать? (Методом подстановки:  = νR - νR = νRT        

= 800 моль 8,31  500 К = 3324000 Дж

Блок№4

­- А как будем находить приращение его внутренней энергии?  В какую формулу входит изменение внутренней энергии?  ( В формулу первого закона термодинамики Q = U + )

- Выразим из этой формулыU и рассчитаем его.   (Q -         = 9400000 Дж – 3324000 Дж = 6076000 Дж  =  6,1 МДж

  Для закрепления подбираем тестовые задачи и задачи повышенного уровня для каждого блока и предлагаем учащихся их решить методом наводящих вопросов.

Блок №1, тестовое задание №1 базового уровня

При 27°С объем газа равен 600 мл. Какой объем займет газ при 57°С, если давление будет оставаться постоянным?

Правильный ответ: 660 мл.

Обоснование правильного ответа:

P = const, значит процесс – изобарный, описываемый законом Гей-Люссака, согласно которому  =  , откуда  =   = 660 мл.  

 Задание повышенного  уровня №1 с кратким ответом. С идеальным газом происходит изобарный процесс, в котором для увеличения объёма газа на 150 дм3 его температуру увеличивают в 2 раза. Масса газа постоянна. Каким был первоначальный объём газа?

Правильный ответ: 150 .

Обоснование правильного ответа:

Для изобарного процесса запишем  = , но по условию = + ∆V,  а  = 2, поэтому

 = , откуда  = ∆V  и  равно 150 .

Блок №2, тестовое задание №2 базового уровня

Какую работу совершает газ, расширяясь изобарно при давлении 2∙105 Па от объёма V1=0,1 м3 до объёма V2=0,2 м3? 

Правильный ответ:    2Дж

Обоснование правильного ответа:

Работа газа при изобарном расширении рассчитывается по формуле   = p(- )

= 2∙105 Па(0,2 м3 - 0,1 м3) = 2Дж

Задание повышенного  уровня №2 с кратким ответом Идеальный газ переходит из состояния 1 в состояние 4 так, как показано на рисунке. Вычислите работу, совершаемую газом.

 

Описание: hello_html_42bf1cee.jpg

Правильный ответ:    2,4 кДж

Обоснование правильного ответа:

 

 =  + +

= (- );

=0, т.к. ∆V=0

=(- ); следовательно  =  +  Подставляем значения величин и получаем результат:  = 2,4 кДж.

 

Блок №3, тестовое задание №3 базового уровня

В резервуаре находится 20 кг азота при температуре 300 К и давлении   Па. Чему равен объём резервуара? Ответ выразите в кубических метрах с точностью до десятых.

Правильный ответ:  17,8  

Обоснование правильного ответа:

Азот в резервуаре можно считать идеальным газом, который подчиняется уравнению состояния Клапейрона — Менделеева: pV= RT где M — молярная масса газа. Следовательно, объём резервуара равен V = = 17,8

Задание повышенного  уровня №3 с кратким ответом:

В баллоне емкостью 110 л помещено 0,8 г водорода и 1,6 г кислорода. Определить давление смеси на стенки сосуда, если температура окружающей среды С.

Правильный ответ:  1,02 Па.

Обоснование правильного ответа:

Согласно закону Дальтона, давление смеси равно сумме парциальных давлений:                       p =  + , где  =  ,      =   . Тогда p ( + ). Подставив значения физических величин, получим результат: p = 1,02 Па.

Блок №4, тестовое задание №4 базового уровня

В закрытом баллоне находится газ. При охлаждении его внутренняя энергия уменьшается на 500 кДж. Какое количество теплоты отдал газ?

Правильный ответ:  Q = -500 кДж.

Обоснование правильного ответа:

Согласно первому закону термодинамики Q = U + .  По условию V =const, следовательно = 0,   а  Q = U, то есть   U  = -500 кДж, значит количество теплоты выделяется.

Задание повышенного  уровня №4 с кратким ответом:

Азот нагревается при постоянном давлении. Зная, что масса азота 280 г, количество затраченного тепла 600 Дж и удельная теплоемкость азота 745 Дж/кг К, найти повышение температуры азота.

Правильный ответ:  2,1 К.

Обоснование правильного ответа:

Согласно первому закону термодинамики Q = U + . U = cmU, работа при изобарном процессе  = pV = RT. Следовательно, Q = mT(c + ), откуда

T =  = 2,1 К.

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Статья по теме "Решение одной задачи по МКТ методом наводящих вопросов"."

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 2 месяца

Инструктор по гимнастике

Получите профессию

Менеджер по туризму

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Краткое описание документа:

В статье рассказывается, как с помощь метода наводящих вопросов решать задачи по МКТ.

Дано условие задачи, перечислены основные содержательные блоки МКТ с уточнением тех процессов, формул и законов, усвоение которых требуется для решения задачи: «Газовые законы», «Работа газа»,«Уравнение Менделеева-Клапейрона», «Первый закон термодинамики». Дана система наводящих вопросов для каждого блока. Приведено решение данной задачи.

Для закрепления подобраны тестовые задачи и задачи повышенного уровня для каждого блока, которые после решения первой задачи предлагаются учащимся решить этим же методом наводящих вопросов.

Таким методом можно, конечно, решать задачи по любым темам курса физики.


Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 626 245 материалов в базе

Материал подходит для УМК

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 17.01.2019 405
    • DOCX 46.5 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Мальцева Ольга Васильевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Мальцева Ольга Васильевна
    Мальцева Ольга Васильевна
    • На сайте: 6 лет и 9 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 15292
    • Всего материалов: 11

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Секретарь-администратор

Секретарь-администратор (делопроизводитель)

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по физике в условиях реализации ФГОС ООО

36 ч. — 180 ч.

от 1700 руб. от 850 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 76 человек из 33 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Физика")

Учитель физики

300 ч. — 1200 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 36 человек из 21 региона

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы преподавания физики в школе в условиях реализации ФГОС

72 ч.

2200 руб. 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 217 человек из 64 регионов

Мини-курс

Основы управления проектами

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Практические аспекты работы логопеда: методы и приемы в логоритмике

2 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Предпринимательские риски

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе