Урок по физике на тему "Газовые законы" (10 класс)

Урок на тему «Газовые законы»

Цели:

1. Образовательные:

·                    познакомить учащихся с газовыми законами;

·                    обобщить и систематизировать знания учащихся о свойствах газов.

2. Развивающие:

·                    создать условия для развития;

·                    содействовать формированию у учащихся умений осознавать собственную учебную деятельность, осуществлять самоконтроль.

Средства: таблица «Газовые законы», методические карточки, листы с критериями оценивания работы на уроке.

Методы и приемы: беседа, запись на доске, работа с таблицами, решение задач.

Ход урока

1 часть урока

Темы урока на доске нет, ее учащиеся сами должны сформулировать.

Тест: учитель просит учащихся выбрать смайлик из таблицы №1, соответствующий их настроению в настоящий момент и нарисовать ее  на полях своей тетради.

Повторение: учитель предлагает вспомнить уравнение состояние идеального газа.

(Учащиеся записывают на  доске:, )

Вопросы:

1.                  Какие величины связывает уравнение Менделеева? (Оно связывает между собой давление, объем и температуру данной массы газа при неизменном химическом составе).

2.                  Какие величины связывает уравнение Клапейрона? (Оно связывает между собой давление, объем и температуру газа, который может находиться в двух состояниях при неизменной массе газа).

3.                  Что можно определить с помощью уравнения Менделеева–Клапейрона? (Уравнение состояния позволяет определить одну из величин, характеризующих состояние, если известны две другие величины).

Задание: решить задачу относительно неизвестной величины (учащиеся решают задачи по вариантам, два учащихся решают задачи у доски).

Вариант 1. Какова температура 1,6·10^-2 кг кислорода, находящегося под давлением 10⁶ Па и занимающего объем 1,6·10^-3 м³? Молярная масса кислорода 32·10^-3 кг/моль.

Вариант 2: Определите давление воздуха в сосуде объемом 2·10^-3 м³, если его масса 1,2 ·10^-2  кг, температура 27⁰С, а молярная масса 29·10^-3 кг/моль.

Проверка: учитель предлагает учащимся обменяться тетрадями и проверить решение задачи у соседа по парте, сверив с решением на доске. На полях тетради учащиеся ставят количество заработанных баллов.

Система оценивания: 0 баллов - решение неверно;  1 балл - половина решения верна;

2 балла - все решено верно.

Вопрос. Что еще можно определить с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона? (Как протекают процессы при неизменном значении одного из параметров).

Учитель предлагает учащимся сформулировать тему и цель урока: связь между величинами в физике называется законом, следовательно, тема урока «Газовые законы», а цель урока - получить газовые законы из уравнения состояния идеального газа и научиться применять их для анализа изопроцессов.

2 часть урока. Знакомство с новым материалом

            Учитель предлагает изучить процессы, в которых масса газа и один из трех параметров его состояния остаются неизменными. Такие процессы называют изопроцессами, а уравнения, их описывающие, газовыми законами.

Чтобы лучше запомнить название изопроцессов, составим схему №2:

Газовые законы учитель раскрывает на основе  уравнения Клапейрона при условии, что масса газа и один из параметров T, P или V постоянен, придерживаясь при изложении структурно-логической схемы: постоянный параметр àизопроцессà уравнение à график à эксперимент.

Для систематизации учебный материал представляется схематично в форме таблицы №3. Используя структурно-логическую схему учитель формулирует закон Бойля-Мариотта (по записям в левом столбике таблицы в направлении сверху вниз).

Затем учитель предлагает учащимся аналогичным образом сформулировать законы Гей-Люссака и Шарля, используя методические рекомендации (См. приложение). Один учащийся заполняет таблицу на доске. После окончания работы учащиеся обмениваются тетрадями и проверяют правильность заполнения таблицы у соседа, сверив с записями на доске. Учащиеся проставляют заработанные баллы на полях тетрадей в соответствии с заданными критериями оценивания.

Перевернутый треугольник с величинами P, V, T поможет легко запомнить газовые законы.

Границы применимости газовых законов (учащиеся формулируют вместе с учителем):

• m газов=const, т.е. масса газа не должна меняться с течением времени;
• Р<Pатмосферного, т.е. давление не должно быть большим (при больших давлениях газ далек от идеального);
• T<<0K, т. е. температура должна быть далека от 0К (при больших давлениях газы сжимаются).

3 этап урока. Закрепление

 Учитель предлагает применить знания, которые учащиеся получили на уроке, для анализа изопроцессов.

Задание 1: провести анализ отдельных газовых процессов, представленных на диаграмме  №4 (точками указаны состояния; направления процессов на графике указаны стрелками).  

Анализ процессов 1-2, 2-3 учащиеся выполняют с учителем. Для этого используем алгоритм анализа газовых процессов:

·         дать название процесса;

·         дать название графика процесса;

·         указать закон, которому подчиняются параметры идеального газа в данном процессе;

·         описать изменения основных параметров газа P,V,T в ходе процесса.

Для сильных учащихся можно дать задание: изобразить эти процессы в системе координат Р, V или V от Т.

Задание 2: провести анализ процессов, изображенных на диаграмме №5 (учащиеся выполняют это задание по вариантам и двое работают у доски).

1 вариант: 1-2, 2-3; 2 вариант: 3-4, 4-1.

После завершения анализа учащиеся меняются работами и проверяют по тем же критериям оценивания. Сложив все заработанные баллы, учащиеся сами выставляют себе оценки за работу на уроке:

- от 5 до 6 баллов - «5»,

- от 3 до 4 баллов - «4»,

- от 1 до 2 баллов – «3»,

- от 0 до 1 балла -  «2».

Итог урока

Учитель предлагает учащимся ответить на вопрос «Чем учащиеся занимались на сегодняшнем уроке?» (Получили уравнения, описывающие изопроцессы в  газах, систематизировали знания о свойствах газов и научились их применять для анализа изопроцессов).

Тест: выбрать смайлик из табл. №1, соответствующую их настроению в настоящий момент и нарисовать его  на полях своей тетради. (Учитель просит желающих учащихся рассказать об изменении их настроения, о полученных оценках, о причине удачи или неуспеха на уроке).

Литература

1.      Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. – М: Просвещение, 2011.

2.      Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. – М:  Просвещение, 1994.

3.      Боровский Е. Домашние задания. Физика №41/96.:Первое сентября.

4.      КрутскийА.Н. «Формализация и системное знание по физике. Барнаул, 1983

Приложение

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАПОЛНЕНИЮ ТАБЛИЦЫ «ДОМ»

Газовый закон связывает параметры двух состояний газа: начального и конечного. Рассмотрим процессы, протекающие при постоянной массе газа - процессы Клапейрона.

 Если:

 а) не изменяется температура газа, то процесс называется изотермическим, для него справедлив закон Бойля – Мариотта;

б) не изменяется давление, то процесс – изобарный, описывается законом Гей –Люссака;

в) не изменяется объём, то процесс называется изохорным, для него выполняется закон Шарля.

            Рассмотрим процессы перехода газа из начального состояния в конечное, при которых значение одного из параметров не меняется, т.е. изопроцессы.

Используя формулу , получите законы, описывающие изопроцессы.

1. Если температура газа не изменяется, то, умножив обе части уравнения на Т, получим закон Бойля – Мариотта. В этом законе зависимость между P и V обратная пропорциональность.

2. Если давление газа постоянно, то, разделив обе части уравнения на P, получим закон Гей-Люссака. В этом законе зависимость между V и T прямая пропорциональность.

3. Если объем газа не изменяется, то, разделив обе части уравнения на V, получим закон Шарля. В этом законе зависимость между P и V прямая пропорциональность.

Таблица №1

«Хорошее настроение»	«Так себе»	«Хуже не бывает»

Таблица №2

ИЗО		термический	T= const
		барный	p= const
		хорный	v= const

Таблица №3

Название изопроцесса	T=const, изотермический	P=const, изобарный	V=const, изохорный
Газовый закон (название; формула)	P1V1=P2V2 PV=const (P~1/V) Закон Бойля-Мариотта	V1/T1=V2/T2 (V~T) Закон Гей-Люссака	(P~T) Закон  Шарля
Название график	Изотерма (гипербола)	Изобара (прямая)	Изохора (прямая)
График
Эксперимент	Медленное  сжатие или расширение газа, чтобы Т не успела измениться.	При нагревании газа в цилиндре с подвижным поршнем происходит его изобарное расширение, если Рвнеш. =Ратмосф=const.	Р увеличивается при нагревании газа в баллоне электрической лампочки (V= const)

Таблица №4

Таблица №5