Урок по физике в 10 классе "Гозовые законы"

МБОУ Мглинская средняя общеобразовательная школа № 2

 

 

Урок физики в 10 классе:

«Газовые законы»

(с использованием компьютерной презентации)

Учитель: Жевна Светлана Александровна

2014-2015 учебный год

Тема урока:  Газовые законы

Цели урока:

1.     Развитие умений анализировать, выделять главное, сравнивать, строить аналогии.

2.     Воспитание умения самоорганизации, самоанализа, чувства коллективизма.

3.     Усвоение и понимание учащимися понятий: изопроцесс, изотермический, изобарный, изохорный, закон Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, изотерма, изохора, изобара.

Оборудование: компьютер, презентация.

Ход урока.

           I.      Организационный момент. (2 мин.)

       II.      Постановка проблемы

Как установить закономерности между макроскопическими параметрами газа одной и той же массы.

Вопрос: Какие параметры газа называются макроскопическими?

Если одновременно меняются все характеристики состояния газа. То трудно установить какие-либо закономерности.

Вопрос: Как можно упростить решение данной проблемы?

Проще изучить процессы, в которых масса и один из трех макроскопических параметров остаются неизменными.

Определение: Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров называются изопроцессами.

Они происходят в природе и осуществляются в технике при постоянной массе, m – const.

   III.     
Объявление темы и целей урока.

    IV.      Объяснение нового материала.

Вопрос: Сколько процессов нам предстоит изучить сегодня на уроке?

По ходу урока вы будете весь новый материал систематизировать и заносить в таблицу:

Постоянный параметр	Название процесса	Связь между другими параметрами	Объяснение связи между  параметрами с точки зрения МКТ	График изопроцесса

Первый газовый закон был открыт английским ученым Р. Бойлем. (1627 – 1691 г.г.) в 1662 г. Работа называлась «Новые эксперименты, касающиеся воздушной пружины». Бойль изучал изменение давления газа в зависимости от объема при постоянной температуре. Данный процесс называется изотермическим.

Независимо от Бойля несколько позднее французский ученый Э. Мариотт пришел к тем же выводам. Поэтому закон получил название Бойля-Мариотта.

Изотермическим называется процесс, протекающий при постоянной температуре, Т- const.

Из уравнения состояния идеального газа следует, что при постоянной температуре произведение давления газа на его объем должно оставаться постоянным, т. е. PV – const.

График этого уравнения в системе координат, где по оси абсцисс отложен объем V, а по оси ординат – давление Р представляет собой гиперболу и называется изотермой.

Если мы будем брать изотермы для разных температур, то мы получим систему или семейство изотерм, где изотермы располагаются все выше и выше по мере возрастания температур

При одном и том же объеме V, чем выше температура, тем больше величина давления Р.

Изотермическим процессом приближенно можно считать процесс медленного сжатия воздуха или расширение газа под поршнем насоса при откачке его из сосуда. 

Второй газовый закон был открыт французским физиком Шарлем Жаком Александром Сезаром.  Он  в 1787 году установил зависимость давления идеального газа от температуры. Данный процесс называется изохорным.

Закон получил название закона Шарля.

Изохорным называется процесс, протекающий при неизменном  объеме, V - const.

Из уравнения состояния идеального газа следует, что при постоянном объеме отношение давления газа к его температуре должно оставаться постоянным, т. е. уравнение изохорного процесса есть P деленная на Т = const или же Р равно константа умноженная на Т.

Зависимость Р от Т имеет вид прямой, которая называется изохора.

При низких температурах эта зависимость не линейная, так как при определенной температуре газ превращается в жидкость.

Если мы рассмотрим два графика изохоры, то заметим, что большему значению Р соответствует меньшее значение V, при фиксированной температуре.

Увеличение давления газа в любой емкости или в электрической лампочке при нагревании является изохорным процессом.

Третий газовый закон был открыт французским химиком и физиком, иностранным почетным членом Петербургской академии наук (1829)  Гей-Люссаком Жозефом Луи. Он  в 1802 году установил зависимость объема идеального газа от температуры. Данный процесс называется изобарным.

Закон получил название закона Гей-Люссака.

Изобарным называется процесс, протекающий при неизменном  давлении, Р - const.

Из уравнения состояния идеального газа следует, что уравнение изобарного процесса имеет вид: V/Т  =  const или V = constТ.

Отсюда видно, что график зависимости V от Т имеет вид прямой, которая называется изобара.

При низких температурах эта зависимость не линейная, так как при определенной температуре газ превращается в жидкость.

Рассмотрим семейство графиков для разных давлений. При зафиксированной температуре большему значению Р соответствует меньшее значение V.

Изобарным можно считать расширение газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем.

V. 

    VI.      Решение задач.

1.     Воздух под поршнем насоса имел давление 10⁵ Па и объем 200 см³. При каком давлении этот воздух займет объем 130 см³, если его температура не изменится? (Ответ: Р = 1,5*10⁵ Па)

2.     Газ занимает объем 2 м при температуре 273 ºС. Каков будет его объем при температуре 546 ºС и прежнем давлении? (Ответ: V = 3 м³.)

3.     Газ занимал объем 12,32 л. Его охладили при постоянном давлении на 45 К, и его объем стал равен 10,52 л. Какова была первоначальная температура газа? (Ответ: Т = 308К)

VII.      Домашнее задание:

§ 71, построить графики изопроцессов в координатах РV, VТ, РТ.