Урок на интерактивной доске "Решение задач на газовые законы"

Разделы: Физика


Цель урока:

  1. Обобщить и систематизировать знания учащихся по темам: «Уравнение состояния идеального    газа» и «Газовые законы».
  2. Проверить знания учащихся по этим темам при помощи тестовых заданий и анимаций.
  3. Закрепить знания учащихся на газовые законы путем решения  графических задач.
  4. Содействовать развитию интереса школьников к учению путём использования интерактивных моделей для показа протекания изопроцессов.
  5. Продолжить развитие межпредметных связей, а именно - физики, математики и информатики, путем решения графических  задач на интерактивной доске.
  6. Продолжить формирование навыков аккуратности при ведении записей в тетрадях  и на интерактивной доске.

План урока:

  1. Организационный момент - 2 мин.
  2. Фронтальный опрос на повторение - 20 мин.
  3. Решение  графических задач - 20 мин.
  4. Подведение итогов урока и домашнее задание - 3 мин.

Оборудование:

  1. Интерактивная доска, ПК, мультимедиапроектор.
  2. ЭИ «1С: Репетитор. Подготовка к ЕГЭ. Физика»   Тесты 1 и 2 из раздела «Уравнение состояния идеального газа».
  3. Анимации с ЭИ  «MS Office 2000. MS Office в школе»: «Изотермический процесс»; «Изобарный процесс»; «Изохорный процесс».
  4. Презентация «Решение графических задач на газовые законы».

Ход урока

1. Учитель: Сегодня у нас  урок по теме: «Решение графических задач на газовые законы», но сначала повторим предыдущий материал по темам: «Уравнение состояния идеального газа» и «Газовые законы».

Слайд 1. Презентация (Приложение 1).

2. Фронтальный опрос.

Учитель: Давайте вспомним, что называется идеальным газом?

Ответ: Идеальный газ - это газ, взаимодействие, между молекулами которого пренебрежимо мало.

Учитель: Как называется уравнение, связывающее все три макроскопических параметра, характеризующих состояние данной массы газа? 

Ответ: Уравнение состояния идеального газа или уравнение Менделеева-Клапейрона.

Учитель: Напишите на доске  уравнение Менделеева-Клапейрона?

Учитель: Какая величина в этом уравнении зависит от рода вещества?

Ответ: Молярная масса.

Учитель: Из зависимости давления газа от концентрации его молекул и температуры получить ещё одну форму записи уравнение Менделеева-Клапейрона.

Ответ: P = n k T,        P = (N/V) k T,        P V = N k T.

Учитель: Каково значение уравнения Менделеева-Клапейрона.

Ответ: Уравнение состояния позволяет определить одну из величин, если известны две другие величины. Зная уравнение состояния, можно сказать, как протекают в системе различные процессы при определенных внешних условиях, например, как меняется давление при увеличении объёма при неизменной температуре, и т.д. Из уравнения состояния, можно определить, как меняется состояние системы, если она совершает работу, или получает теплоту от окружающих тел.

Учитель: Из уравнения состояния вытекает связь между давлением, объемом, температурой идеального газа, которые могут находиться в двух различных состояниях. Назовите это уравнение. Как оно называется?

Ответ: Уравнение Клапейрона;  (P1V1) / T1 = (P2V2) / T2 = const.

Демонстрация. Тесты 1 и 2 из раздела «Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы» из ЭИ «1С: Репетитор. Подготовка к ЕГЭ. Физика».

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

а) Не меняется;

б) Увеличивается;

в) Сначала увеличивается, потом уменьшается;

г) Уменьшается;

д) Сначала уменьшается, потом увеличивается.

рис.1

Рисунок 1

Задание 2. 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? (Рисунок 2)

а) Не меняется;

б) Увеличивается;

в) Сначала увеличивается, потом уменьшается;

г) Уменьшается;

д) Сначала уменьшается, потом увеличивается.

рис.2

Рисунок 2

Слайд 2. Презентация (Приложение 1).

Учитель: В данных уравнениях назовите неизвестную величину. 

Учитель сам пишет на доске (можно красным цветом) названные учащимися неизвестные величины.  Ответы:  k,  ν,  ρ,  М,  n.  

Ответы учащихся сопровождаются дополнительными вопросами:

- Назовите числовое значение постоянной Больцмана.

- Что называется количеством вещества?

- Что называется плотностью газа?

- Что называется концентрацией газа? 

Учитель: С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса газа и один из трёх параметров давление, объём, температура остаются неизменными. Как называются количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном третьем? 

Ответ: Газовыми законами.

Учитель: Как называются процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров?       

Ответ: Изопроцессы.

 

Демонстрация. Анимация «Изотермический процесс».

Учитель: Рассказать, что происходит при протекании  показанного процесса?

Ответ: Это изотермический процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянной температуре. При увеличении объёма, давление уменьшается, и наоборот. Но для данной массы газа произведение давления на объём есть величина постоянная при постоянной температуре. Это утверждение называют законом Бойля-Мариотта. Графиком этого изопроцесса является изотерма. В остановленной анимации учащийся рисует две изотермы на интерактивной доске. Изотерма, соответствующая более высокой температуре, лежит выше изотермы, соответствующей более низкой температуре. (Рисунок 3)

рис.3

Рисунок 3

Демонстрация. Анимация «Изобарный процесс».

Учитель: Рассказать, что происходит при протекании этого процесса?

Ответ: Это изобарный процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянном давлении. При увеличении температуры,  объём увеличивается, и наоборот. Но для данной массы газа отношение объёма к температуре есть величина постоянная при постоянном давлении. Это утверждение называют законом Гей-Люссака. Графиком этого изопроцесса является изобара. В остановленной анимации учащийся рисует две изобары на интерактивной доске. Изобара соответствующая более высокому давлению, лежит ниже изобары, соответствующей более низкому давлению. (Рисунок 4)

рис.4

Рисунок 4

Демонстрация. Анимация «Изохорный процесс».

Учитель: Рассказать, что происходит при протекании этого процесса?

Ответ: Это изохорный процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянном объёме. При увеличении температуры,  давление увеличивается, и наоборот. Но, для данной массы газа, отношение давления к температуре есть величина постоянная, при постоянном объёме. Это утверждение называют законом Шарля. Графиком этого изопроцесса является изохора. В остановленной анимации учащийся рисует две изохоры на интерактивной доске. Изохора, соответствующая большему объёму,  лежит ниже изохоры, соответствующей меньшему объёму. (Рисунок 5)

рис.5

Рисунок 5

Учитель: Написать на интерактивной доске газовые законы.

3. Решение графических задач. Слайды 3-8. Презентация (Приложение 1).

Учитель: Графики каких изопроцессов изображены на рисунках?

Учащиеся выходят к доске и в слайдах, которые появляются на доске, над графиками пишут и называют ответы:

Слайд 3. Изохора, V = const,       

Слайд 4. Изотерма, T = const,          

Слайд 5. Изобара, Р = const,                        

Слайд 6. Изобара, Р = const,              

Слайд 7. Изотерма, T = const,                

Слайд 8. Изохора, V = const.

Учитель: Назовите оси для графиков, изображенных на рисунках.

Слайды 9-12. Презентация (Приложение 1).

Учащиеся выходят к доске и в слайдах, которые появляются на доске, над осями графиков пишут и называют ответы:

Слайд 9.  P, V;            

Слайд 10. P, V;            

Слайд11. P, T;              

Слайд 12. P, Т.

Учитель: Как называются графики, изображенные  на рисунках? 

Слайды 13-14. Презентация (Приложение 1).

Учащиеся выходят к доске и в слайдах, которые появляются на доске, над графиками пишут и называют ответы:     

Слайд 13. 1 – изотерма;  T = const,       2 – изобара;  Р = const,      3 – изохора;  V = const

Слайд 14. 1 – изотерма;   T = const,       2 – изохора;  V = const,    3 – изобара;  Р = const.

Учитель: Решим задачу. Дан график изменения состояния идеального газа в осях (Р,V). Представьте этот процесс на графиках в осях (Р, Т) и (V,Т).  Учащийся вызывается к доске и на ней выполняет еще два построения.

Слайд 15. Презентация (Приложение 1).

4. Учитель подводит итоги урока, выставляет оценки, задает домашнее задание.