Цель урока: Повторить изученный ранее материал, познакомить учащихся с изопроцессами, и на базе полученных знаний доказать справедливость газовых законов.
Оборудование: Интерактивная доска, презентация к уроку.
Ход урока
- Повторение (10 мин).
- Постановка проблемы (5 мин).
- Решение проблемы (объяснение) (24 мин).
- Обобщение (5 мин).
- Подведение итогов. Домашнее задание (1 мин).
С самого начала на интерактивной доске открыта презентация “Газовые законы”. (Приложение 1)
1.
Сегодня, ребята, мы попытаемся, используя уже накопленные нами знания, пройти сложный путь первооткрывателей и сформулировать пусть уже открытые законы. Но мы пока учимся, а дальше, как знать может быть, вам откроется то, о чем сегодня ученые даже не думают. Ну а теперь – вперед! Записываем тему урока, она на доске и повторим то, что изучали ранее (работа по второму слайду: учитель выводит на доску вопрос, учащиеся отвечают на него).
2.
Итак, мы отметили, что уравнение состояния идеального газа связывает между собой три макроскопических параметра: р, Т и V. Но при любых ли процессах все эти параметры изменяются? Давайте рассмотрим несколько примеров. Возьмем любой аэрозоль. Какой параметр здесь постоянен? (учащиеся отвечают: объем не изменяется). А если мы деформируем его и объем изменим, но внешних условий менять не будем? (учащиеся отвечают: при деформации объем уменьшится, давление внутри возрастет, а температура останется постоянной). А если стенки сосуда сделать настолько тонкими, чтобы они могли растягиваться и рассмотреть процесс при повышении температуры? (учащиеся отвечают: объем растет с повышением температуры, а давление внутри сосуда равно внешнему давлению и постоянно). Теперь мы знаем, что существуют процессы, при которых отдельные макроскопические параметры сохраняются (работа по третьему слайду: учитель вводит определение изопроцесса и определяет, какие изопроцессы будут рассмотрены далее).
3.
Теперь рассмотрим каждый из представленных процессов подробнее и попытаемся установить для каждого из них связь между Т, р и V.
На доске демонстрируется четвертый слайд: учитель описывает систему: в сосуде с газом помещен поршень. При движении поршня объем, занимаемый газом, изменяется. Давайте заполним таблицу и по ней определим название процесса. Ученик заполняет таблицу, комментируя свои действия. Определяет название процесса. Учитель: Теперь давайте дадим определение изотермического процесса (переходит к пятому слайду). Температура постоянна, а как же изменяются другие параметры? Чтобы ответить на этот вопрос, к какому уравнению мы должны обратиться? (учащиеся отвечают: к уравнению Менделеева-Клапейрона). Давайте попробуем (учащиеся работают в тетради, учитель дает пояснения). Что же мы получили? (продолжение пятого слайда). Полученный нами закон был открыт английским физиком Робертом Бойлем в 1662 году. Имя французского аббата Эдма Мариотта в названии закона появилось в 1676 году благодаря его работе “Речь о природе воздуха”, в которой были описаны опыты, аналогичные экспериментам Бойля, и при этом без ссылок на работы последнего. Еще раз вернемся к опыту. Если температура постоянна, как связаны между собой давление и объем? (учащиеся отвечают: при увеличении объема давление падает и, наоборот, при уменьшении объема давление увеличивается). Теперь рассмотрим графики изотермического процесса. Вначале зависимость р от V. Обозначим все постоянные величины через k, тогда р = k•1/V. Какая кривая является графиком такой функции? (учащиеся отвечают: графиком такой функции является гипербола). Построим гиперболы для двух процессов, при которых Т2 > Т1. (Учитель показывает графики на слайде). Графики изотермического процесса получили название изотерм. Постройте изотермы в координатах р, Т и V, T. (Учащиеся работают в тетради, а затем проверяют графики по слайду).
Теперь перейдем к следующему процессу (изобарный и изохорный процесс рассматриваются аналогично изотермическому).
4.
Мы познакомились с тремя изопроцессами: изотермическим, изобарным и изохорным. Все они вытекают из уравнения состояния идеального газа. Обратимся к слайду (учитель демонстрирует первый шаг десятого слайда). Если мы рассматриваем один и тот же газ, не изменяя его массу, то количество вещества данного газа тоже изменяться не будет и можно перейти к записи Клапейрона (второй и третий шаг десятого слайда). А теперь переходим к изопроцессам (учащиеся работают в тетрадях). Сравним результаты.
5.
Учитель подводит итог урока, дает задание на дом.
Информационные ресурсы:
- Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н., Физика, учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений, Москва, “Просвещение”, 2008г.
- Маркина Г. В., Боброва С. В., Физика 10 класс. Поурочные планы, Волгоград, “Учитель”, 2006 г.
- Мякишев Г. Я., Синяков А. З., Физика. Молекулярная физика. Термодинамика. 10 класс, учебник для углубленного изучения физики, Москва, “Дрофа”, 2007 г.
- Громов С. В., Физика: Оптика. Тепловые явления. Строение и свойства вещества: Учебник для 10 класса., Москва, “Просвещение”, 2003 г.
- Якунин В. И., Учебное пособие для изучающих физику в средней школе., Тамбов, ТИПКРО, Тамбовский областной физико-математический лицей, 1994 г.