Цель урока: установить зависимость между двумя термодинамическими параметрами при неизменном третьем
Ход урока
I. Объяснение нового материала.
Лекция: Исследование термодинамических процессов мы начнём с изучения более простой системы - газа. Для него экспериментально были установлены простые законы, связывающие термодинамические параметры.
Изменение одного из макроскопических параметров вещества определённой массы, давления Р, объёма V или температуры Т вызывает изменение остальных параметров.
Если одновременно меняются все величины, характеризующие состояние газа, то на опыте достаточно трудно установить какие-либо определённые закономерности. Проще сначала изучить процессы, в которых масса и один из параметров Р, V или Т остаются неизменными.
Количественные закономерности между двумя параметрами газа одной и той же массы при неизменном значении третьего параметра называют газовыми законами.
1. Закон Бойля-Мариотта.
Этот закон был открыт английским учёным Р. Бойлем в 1660г. Работа Бойля называлась "Новые эксперименты касающиеся воздушной пружины".
Бойль изучал изменение давления газа в зависимости от объёма при постоянной температуре.
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим.
Рассмотрим два состояния термодинамической системы:
Р1, V1, Т - начальное состояние
Р2, V2, Т - конечное состояние
Для этих состояний записываем уравнение Клапейрона-Менделеева
Независимо от Бойля несколько позднее к тем же выводам пришёл французский учёный Э. Мариотт. Поэтому этот закон получил название Бойля-Мариотта.
Для данной массы идеального газа произведение давления на его объём при неизменной температуре есть величина постоянная.
Данный процесс изменения давления газа в зависимости от объёма изображается графически с помощью кривой, которая называется изотермой.
Чем выше температура, при которой происходит процесс, тем выше расположена изотерма.
В системах координат Р, Т и V, Т изотермический процесс изображается прямой, параллельной соответственно оси Р или V. Эти прямые тоже изотермы. Третий параметр не сохраняет вдоль них постоянного значения.
2. Закон Гей-Люссака.
Рассмотрим процесс, при котором неизменным остаётся давление.
Процесс изменения состояния данной массы идеального газа при неизменном давлении называется изобарным.
Рассмотрим два состояния термодинамической системы:
Р1, V1, Т1 начальное состояние, где Т1=273К
Р2, V2, Т2 конечное состояние,
где 
T2=t+T1, T2=t+273
Запишем уравнение Клайперона-Менделеева, объединив все величины, которые остаются неизменными:
обозначим 
-
температурный коэффициент объемного расширения
Эту зависимость установил опытным путём в 1802г французский физик Гей-Люссак.
Для данной массы идеального газа при неизменном давлении объём зависит от температуры по линейному закону.
Демонстрация: довольно просто закон Гей-Люссака можно продемонстрировать с помощью колбы с изогнутой трубкой. В горизонтальной части трубки имеется капелька жидкости, отделяющая газ в колбе от атмосферного воздуха. Если подогревать колбу (даже руками), то капелька жидкости сместится вправо, т. е. объём газа, находящегося в колбе увеличится, а давление остаётся равным атмосферному.
Графически изобарный процесс с помощью координатных осей V, T изображается прямой, продолжение которой проходит через начало координат-изобарой.
Угол ее наклона к оси температур зависит от давления: чем больше давление, тем меньше угол наклона.
На диаграммах с координатными осями P T и P V изобары имеют вид прямых, параллельных оси T или соответственно оси V.
3. Закон Шарля (Объяснение ведется совместно учителем и учениками по аналогии с ранее данным материалом)
Процесс изменения состояния данной массы идеального газа при неизменном объеме называется изохорным процессом.
Рассмотрим два состояния термодинамической системы:
P1, V, T1 начальное состояние, где T1=273
P, V, T конечное состояние, где 
Запишем уравнение Клапейрона, Менделеева, объединив все величины, которые остаются неизменными:
Помещая колбу с исследуемым газом в тающий лед и в пары кипящей воды, Шарль определял давление(при неизменном объеме) и вычислял температурные коэффициенты давления различных газов. Он выяснил, что коэффициенты давления всех газов одинаковы и равны
Закон, устанавливающий зависимость давления и температуры при неизменном объеме, называют законом Шарля.
Зависимость давления газа от температуры графически изображается прямой линией - изохорой.
Угол наклона изохоры по оси температур тем больше, чем меньше объем газа V3>V2>V1. В системах координат PV и VT изохора имеет вид прямой, параллельной оси P или T соответственно (учащиеся самостоятельно строят изохоры в осях P V и V T; затем проверка возле доски).
Таким образом, мы убедились в том, что основные газовые законы представляют собой частные случаи уравнения Клапейрона-Менделеева.
Интересно сопоставлять графики всех изопроцессов в различных системах координат
Из уравнения состояния, записанного в форме можно получить два следствия:
1) Во многих случаях мы имеем дело со смесью различных газов, поэтому весьма важно уметь вычислять давление этой смеси.Пусть в сосуде объемом V находятся различные газы, не реагирующие химически друг с другом. Т.к. все они находятся при одинаковой температуре, то основное уравнение можно записать так:
, где N1
N2 :Nn числа молекул отдельных газов
Очевидно, что N1 + N2 +:+N n общее число молекул в сосуде
Давление газа 
Каждое из выражений: 
; 
; 
- представляет
собой давление отдельного входящего в состав
смеси газа, т.н. парциальное давление, т.е. такое
давление, какое оказывал бы входящий в смесь газ,
если бы он один занимал весь предоставленный
смеси объем.
Таким образом, P=P1+P2+ :+Pn ,т.е.давление смеси газов равно сумме парциальных давлений. Это закон Дальтона. Он показывает, что каждая группа молекул оказывает давление, не зависящее от того, какое давление производят другие молекулы.
2) 
При
равных давлениях и температуре в одинаковых
объемах любых газов содержится одинаковое число
молекул - закон Авогадро.
II. Вопросы учащимся.
Проанализировав все, что узнали на уроке, ответить на следующие вопросы:
При осуществлении какого процесса увеличение абсолютной температуры идеального газа в 2 раза приводит к увеличению давления идеального газа тоже в два раза?
На рисунке представлен график зависимости давления данной массы идеального газа от температуры. Назвать процессы 1-2; 2-3; 3-1.
Идеальный газ перевели из состояния 1 в состояние 2. Нагревался или охлаждался газ данной массы в течение этого процесса?
III. Подведение итогов урока.
IV. Домашнее задание.
Параграф 71, записи в тетради.