Газовые законы
методическая разработка по физике (10 класс) по теме

Газовые законы. Решение задач графическим способом

 Цели:

1. Формирование знаний графического способа решения задач на газовые законы и умений применять их;
2. Развитие умений сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически мыслить;
3. Воспитывать ответственное отношение к учебному труду, активизировать познавательный интерес учащихся.

 Оборудование: комплекты заданий для самостоятельной работы, карточки для проверки правильности выполнения этой работы, плакаты с графиками изопроцессов.

Ход урока:

1. Организационный момент.
2. Повторение теоретического материала по изученной теме.
3. Самостоятельная работа и самопроверка.
4. Способы решения физических задач. Графический способ.
5. Объяснение нового материала.
6. Закрепление.
7. Самостоятельная работа и самопроверка.
8. Постановка домашнего задания.
9. Итоги урока.

l. Орг.момент.

Мы продолжаем повторять с вами молекулярную физику и на этом уроке рассмотрим графическое построение изопроцессов т.к. эти задания встречаются в материалах ЕГЭ.

ll. Повторение теоретического материала по изученной теме

- Какими тремя макроскопическими параметрами характеризуется состояние идеального газа? (Это давление, объём и температура.)

- Каким законам подчиняется данная связь? (Записать на доске: Уравнение состояния идеального газа , уравнение Менделеева – Клапейрона , уравнение Клапейрона

- Как называют процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров? (Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами.)

- Давайте вспомним какие бывают изопроцессы для этого просмотрим анимацию.

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим.

- Кто его открыл? Бойля-Мариотта

- Сформулируйте закон. (Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. )

- Рассмотрим графическое изображение изотермического процесса в различных системах координат.

Графики изотермического процесса называют изотермами

    В координатах (рТ) и (VТ) изотермы представляют собой прямые линии, перпендикулярные оси температур. Иначе обстоит дело в координатах (рV). Из закона Бойля – Мариотта, следует что при постоянной температуре газа его давление обратно пропорционально объёму

    Разным постоянным температурам соответствуют различные изотермы. При повышении температуры давление согласно уравнению состояния увеличивается, если V = const. Поэтому изотерма, соответствующая более высокой температуре Т3, лежит выше изотермы, сответствующей более низкой температуре Т1.

Изохорный процесс

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном объёме называют изохорным.

- Кто его открыл? Французский физик Ж.Шарль.

- Сформулируйте закон. (Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объём не меняется. )

- Рассмотрим графическое изображение изохорного процесса в различных системах координат.

Графики изохорного процесса  называют изохорами.

    В координатах (рТ) изохоры представляют собой прямые проходящие через начало координат.   В системах (VТ) и (pV) изохоры  представляют собой прямые линии, перпендикулярные оси объёмов.                                                          

    Разным постоянным объёмам соответствуют различные изохоры. С ростом объёма газа при постоянной температуре давление его согласно закону Бойля – Мариотта падает. Поэтому изохора, соответствующая большему объёму V3, лежит ниже изохоры, соответствующей меньшему объёму V1.

Изобарный  процесс

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении называют изобарным.

- Кто его открыл? Французский учёный Ж. Гей - Люссак

- Сформулируйте закон. (Для газа данной массы отношение объёма  к температуре постоянно, если давление  не меняется. )

- Рассмотрим графическое изображение изобарного процесса в различных системах координат.

 Графики изобарного  процесса  называют изобарами.

    В координатах (VТ) изобары представляют собой прямые проходящие через начало координат.   В системах (рV) и (pТ) изохоры  представляют собой прямые линии, перпендикулярные оси давления.                                                          

    Разным постоянным давлениям  соответствуют различные изобары. С ростом давления объём  газа при постоянной температуре  согласно закону Бойля – Мариотта уменьшается. Поэтому изобара, соответствующая большему давлению р3  лежит ниже изобары, соответствующей более низкому давлению р1.

III. Закрепление.

Решение графических задач.

1. Идеальный газ сначала нагревался при постоянном объёме, потом его объём увеличивался при постоянном давлении, затем при постоянной температуре давление газа уменьшалось до первоначального значения. Какой из графиков на рисунке в координатных осях р-Т соответствует этим изменениям состояния газа?

2. На рисунке изображены процессы, проходящие с определённой массой идеального газа. Изобразите эти процессы в осях (рV) и (рТ)

3.На рисунке представлен график некоторого процесса, происходящего с идеальным газом, в координатах (V,Т). В координатах (р,V) график этого процесса имеет вид:

4. Идеальный газ (число частиц N = const) переходит из состояния 1 в состояние  2.   Как меняется в этом процессе объём, занимаемый газом?

1. Не меняется
2. Увеличивается
3. Сначала увеличивается, потом уменьшается
4. Уменьшается.
5. Сначала уменьшается, потом увеличивается.

Решение

Согласно уравнению Менделеева – Клапейрона

. При произвольной промежуточной температуре Т0 из неравенства рА > рВ > рС следует V123

5. Идеальный газ занимает объём V = const и при этом переходит из состояния 1 в состояние 2. Как меняется число частиц в газе в процессе перехода?

1. Не меняется
2. Увеличивается
3. Сначала увеличивается, потом уменьшается
4. Уменьшается.
5. Сначала уменьшается, потом увеличивается.

Решение

Уменьшается

V. Самостоятельная работа.

Вариант 1

Цикл изопроцессов в идеальном газе показан на рисунке в координатах р, V. Постройте графики этого же цикла в координатах р,Т  и  V,Т

Вариант 2

Цикл изопроцессов в идеальном газе показан на рисунке в координатах р, Т. Постройте графики этого же цикла в координатах р,V   и  V,Т

Самопроверка

VI. Итог урока. Выставление оценок.

Мне все понравилось __________

Мне ничего не понятно _________

Мне было интересно __________

Мне было скучно __________

Мне было легко __________

Мне было трудно __________

Я узнал много нового__________

Я не узнал ничего нового__________

VII. Домашнее задание.