Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы

Разделы: Физика

Цели и задачи урока:

Познавательные:

  • рассмотреть частные случаи уравнения Менделеева-Клапейрона;
  • закрепить знания об изопроцессах;
  • продолжить формирование умений решать задачи на газовые законы.

Развивающие:

  • продолжить работу по развитию умений анализировать ситуацию, сопоставлять факты;
  • развивать навыки самостоятельной работы.

Воспитательные:

  • развивать коммуникативные способности учащихся;
  • воспитывать уверенность в собственных силах.

План урока

Этапы урока Время, мин. Приёмы и методы
1. Проверка знаний

2. Изучение нового материала.

3. Отработка навыков решения задач.

4. Обобщение и закрепление материала.

5. Подведение итогов. Домашнее задание.

10
10

15

7

3

 Письменный опрос.
Рассказ. Самостоятельная работа.

Решение задач.

Выделение главного. Работа с тестом.

1. Проверка знаний (проходит в форме проверочной работы).

Вариант 1

1. Каково давление азота плотностью 2, 8 кг/м3, если его температура в сосуде 400 К?

1) 3, 3 x 105 Па

2) 4 x 105 Па

3) 8, 3 x 105 Па

4) 106 Па

2. Какое утверждение справедливо для идеального газа?

а) все молекулы движутся в одном направлении

б) объёмом молекул идеального газа можно пренебречь.

1) только А

2) только Б

3) А и Б

4) ни А, ни Б.

3. Перевести в СИ:

5л=

20кПа=

7Н/м2

170 С=

30 К

 Вариант 2

1. Какова молярная масса газа массой 0, 017 г, находящегося в сосуде объёмом 10 л под давлением 2 x 105 Па и температуре 400 К.

1) 0, 028 кг/моль

2) 0, 136 кг/моль

3) 2, 4 кг/моль

4) 40 кг/моль.

2. Как изменится давление идеального газа при увеличении его объёма и абсолютной температуры в 2 раза?

а) уменьшится в 2 раза

б) уменьшится в 4 раза

в) останется неизменным

г) увеличится в 4 раза

д) увеличится в 2 раза

3. Перевести в СИ:

40 К=

9Н/м2 =

50МПа=

10 л =

250 С =
Вариант 3

1. Какова температура 8 г кислорода, находящегося в сосуде объёмом 2, 1 л при давлении 200 кПа?

1) -710 С

2) 710С

3) 400 К

4) 344 К

2. Как изменится давление идеального газа, если концентрация его молекул увеличится в 4 раза, а их средняя квадратичная скорость останется неизменной?

а) увеличится в 4 раза

б)увеличится в 2 раза

в) не изменится

г) уменьшится в 2 раза

д) уменьшится в 4 раза

3. Перевести в СИ:

25 дм3=

200кПа=

3 Н/м2=

270С=

500 К=

 Вариант 4

1. Какое количество газа содержится в сосуде объёмом 8, 31 м3 под давлением 105 Па и температуре 100 К?

1) 1000 моль

2) 100 моль

3) 10 моль

4) 1 моль

2. Как изменится средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа при уменьшении абсолютной температуры в 4 раза?

а) уменьшится в 2 раза

б) уменьшится в 4 раза

в) увеличится в 4 раза

г)уменьшится в 16 раз

д) увеличится в 4 раза

3. Перевести в СИ:

0,3 л =

70 Н/м2=

0,5 МПа=

100 К=

470С =

2. Изучение новой темы.

У каждого ученика имеются листы с контрольными вопросами к блоку "Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы".

  1. Что такое параметры состояния? Какие величины к ним относятся?
  2. Что называется уравнением состояния идеального газа?
  3. Вывести уравнение Менделеева - Клапейрона для произвольной массы идеального газа.
  4. Чему равна универсальная газовая постоянная в СИ?
  5. Каков физический смысл универсальной газовой постоянной?
  6. Как записать уравнение состояния для одного моля газа?
  7. Вывести уравнение Клапейрона. Как оно читается?
  8. Чему равен объём одного моля любого газа при нормальных условиях?
  9. Что называют изопроцессами?
  10. Какой процесс называется изотермическим? Каким законом описывается этот процесс? Как формулируют и записывают этот закон? Построить и объяснить график этого процесса.
  11. Какой процесс называется изохорным? Каким законом описывается изохорный процесс? Как формулируется и записывается этот закон? Построить и объяснить график этого
  12. Какой процесс называется изобарным? Каким законом описывают изохорный процесс? Как формулируется и записывается этот закон? Построить и объяснить график этого процесса.
  13. Построить изотерму, изохору, изобару в координатных осях PV, PT и VT.

Изложение материала учителем: полученное ранее уравнение Менделеева-Клапейрона является универсальным, т. е. справедливо для любой массы газа и при изменении любых параметров. Как будет выглядеть уравнение, если один из параметров (например, масса) останется постоянной, а другие по-прежнему будут переменными?

Рассмотрим газ в двух состояниях:

Сделаем ещё большие ограничения: рассмотрим процессы, при которых будут оставаться постоянными один из трёх оставшихся параметров. Такие процессы называются изопроцессами.

Задание учащимся: из уравнения состояния получить формулы для процессов и построить графики, выражающие зависимость между величинами.

Изотермический процесс

T=const, P, V меняются

Изобарный процесс

P=const, V, T меняются

 Изохорный процесс

V=const, P, T меняются

3. Решение задач.

1. Газ находится в баллоне при температуре 288 К и давлении 1, 8 МПа. При какой температуре давление газа станет равным 1, 55 МПа? Объём баллона считать неизменным.

2. Газ занимает объём 2, 1 л при температуре 00 С. На сколько градусов нагреется газ при изобарном расширении до объёма 3 л?

3. Газ сжали изотермически от объёма 8 л до объёма 6 л. Каким было первоначальное давление газа, если после сжатия оно стало равным 160 кПа?

4. Какой ёмкости нужен баллон для содержания в нём 50 моль газа, если при максимальной температуре 360 К давление не должно превышать 6 МПа.

4. Закрепление и обобщение материала.

1. Работа с контрольными вопросами (найти ответы на вопросы в учебнике или тетради).

2. Работа с тестом.

1. Какое из приведённых ниже уравнений соответствует изобарному процессу в идеальном газе? Выберите правильное утверждение.

А. P/T=const

Б. V/T= const

В. PV=const

2. Какое из приведённых ниже уравнений соответствует изотермическому процессу в идеальном газе? Выберите правильное утверждение.

А. P1/P2= V1/V2

Б. P1/P2= T1/T2

В. V1/V2= T1/T2

3. Какое из приведённых ниже уравнений соответствует изохорному процессу в идеальном газе? Выберите правильное утверждение.

А. V1T2 = V2T1

Б. P1T2 =P2T1

В. P1V2 =P2V1

4. При осуществлении какого изопроцесса увеличение абсолютной температуры идеального газа в 2 раза приводит к увеличению давления газа в 2 раза? Выберите правильный ответ.

А. Изобарного.

Б. Изохорного.

В. Изотермического.

5. При осуществлении какого изопроцесса увеличение абсолютной температуры идеального газа в 2 раза приводит к увеличению объёма газа тоже в 2 раза? Выберите правильный ответ.

А. Изобарного.

Б. Изохорного.

В. Изотермического.

6. При осуществлении какого изопроцесса увеличение объёма идеального газа в 2 раза приводит к уменьшению давления газа тоже в 2 раза? Выберите правильный ответ.

А. Изобарного.

Б. Изохорного.

В. Изотермического.

Домашнее задание: П. 71. Упражнение 13 (3, 7, 9, 8, 13).