Цель: сформировать и вывести законы для изопроцессов в газе.
Задачи:
- Образовательные:
- рассмотреть частные случаи закона Клапейрона
- получить газовые законы, доказать их справедливость экспериментально
- сформировать умения выделять и описывать изопроцессы
- продолжить формирования умения объяснять законы с молекулярной точки зрения
- Воспитательные:
- формирование коммуникативных качеств, культуры общения
- формирование интереса к изучаемому предмету
- стимулирование любознательности, активности на уроке
- развитие работоспособности
- Развивающие:
- развитие познавательного интереса
- развитие интеллектуальных способностей
- развитие умений выделять главное в изучаемом материале
- развитие умений обобщать изучаемые факты и понятия
Тип занятия: изучение нового материала
Методы: наглядный, словесный,самостоятельная работа,мультимедиа
Оборудование: компьютер, видеопроектор, демонстративный экран; приложение к уроку, телевизор, видеоролик, таблицы
Используемая литература:
1. Рябоволо Г.И., Самойленко П.И., Огородникова
Е.И. Планирование учебного процесса по физике.
Второе издание. – М. Высшая школа, 1998, с. 430.
2. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика. Учебник для
студентов средних специальных учебных
заведений. – М.: 2005, с 473.
3. Самойленко П.И., Сергеев А.В. Физика.Учебник
для студентов образовательных учреждений СПО. –
М.: Мастерство, 2002, с.395.
4. Самойленко П.И. Сборник задач по физике для
техникумов. – М.:Мир и образование, 2003, с.255.
План урока:
1) Организационный момент. Подготовка студентов
к работе на занятии. (Приветствие, организация
внимания, сообщения темы, цели, задачи урока,
мотивация учебной деятельности)
2) Проверка знаний, умений и навыков
3) Подготовка студентов к изучению нового
материала
4) Изучение нового материала
5) Формирование знаний и умений
6) Применение знаний
7) Домашнее задание
8) Подведение итогов
9) Рефлексия
ХОД УРОКА
1. Организационный момент
– Добрый день! Прошу садиться! Тема нашего
занятия «Изопроцессы. Законы идеальных газов»
В физике, как и других науках, происходит со
временем удивительный процесс. Многое из того,
что сейчас можно изложить кратко и ясно
несколько десятилетий (веков) назад появлялось
как новые истины, с большим трудом
воспринимаемые человеком.
Со временем опыт человека заставляет принять
новые идеи и привыкнуть к ним, а привыкнув,
начать использовать их в практической
деятельности, как вполне понятные и порой
тривиальные.
Примерно также и обстояло с изучением газа.
Древние ученые считали газ неуловимой формой
тела, представлявшего собой нечто среднее
между веществом и духом..Но такой взгляд
существовал до тех пор, пока в XVII веке
Торричелли и Паскаль показали, что воздух имеет
вес.
С тех пор физика начала изучать свойства газов.
2. Проверка знаний, умений и навыков
Организация самостоятельной работы.
Студенты пишут физический диктант на знание
основных формул молекулярной физики (Приложение
1)
Далее проводится взаимопроверка (работа в парах)
Ответы приводятся на доске (Приложение
10)
3. Подготовка студентов к изучению нового материала
Попробуем обобщить изученное по теме
«Основы молекулярно кинетической теории»
В основу нашего обобщения положим физическую
теорию. Этой теорией является МКТ
–молекулярно-кинетическая теория.
Большой вклад в развитие этой теории внесли
ученые разных стран (М.Ломоносов, Д.Джоуль,
Д.Бернаулли, Д.Менделеев)
Любая физическая теория включает в
себя основание, ядро, выводы.
Преподаватель ведет беседу по вопросам,
параллельно на доске составляется схема, на
которой изученный материал предстает в виде
физической теории (Приложение 2)
1) Назовите основные положения МКТ.
2) Какие явления говорят о том, что частицы
находятся в непрерывном движении?
3) Дайте определение диффузии, броуновского
движения.
4) Кем была определена скорость молекул?
5) Какие размеры имеют молекулы?
6) Какие значения имеют средние скорости молекул?
7) Какой массой обладают молекулы?
8) Что показывает число Авогадро? Назовите его
числовое значение.
9) Какой газ называют идеальным?
– Видим, что основание МКТ составляют идеализированный объект, эксперементальные факты и основные физические величины
Далее продолжается опрос студентов.
10) Назовите основное уравнение МКТ идеального
газа.
11) Что называют термодинамическими
параметрами газа?
12) Как связаны между собой абсолютная
температура и средняя кинетическая энергия
поступательного движения молекул?
13) Как связаны между собой абсолютная
температура и давление газа?
14) Запишите уравнение состояния идеального газа
(m<>const).
15) Запишите формулу объединенного газового
закона (m = const).
16) Что называют газовым законом?
– Сегодня мы рассмотрим частные случаи уравнения состояния идеального газа.
4. Изучение нового материала
Газы играют важную роль в природе и технике.
Земля окружена газовой оболочкой. Шины
автомобилей заполняются газом (воздухом)
Именно газы, расширяясь, выталкивают пулю из
ружья и снаряд из пушки. Газы вращают турбины,
толкают поршни в двигателях (студенты приводят
примеры).
Во всех случаях происходит изменение
состояния газа. Поэтому нужно знать к
чему приведет то или иное изменение состояния
газа. Уравнение состояния позволяет это сделать.
Изменение состояния газа
необязательно означает изменение всех трех
основных параметров. Любой из них можно
поддерживать постоянным. Прошу
изучить процессы, в которых масса и один из трех
параметров – p, V или T остаются неизменными.
Дать определение изопроцесса.
Изопроцессами называют процессы, при которых
масса газа и один из его параметров остаются
постоянными. Поскольку имеются три
параметра газа, существуют три
различных изопроцесса:
1) Изотермический (T = const)
2) Изохорный (V = const)
3) Изобарный (p = const)
При рассмотрении изопроцессов мы будем заполнять таблицу (каждому студенту выдается три шаблона таблиц).
Полное заполнения таблиц приводится в Приложении 3, Приложении
4, Приложении 5.
Изучение законов проходит с помощью просмотра
видеоролика и демонстрацией процесса на
проекционном экране (Диск «Физика в картинках НЦ
«Физикон»»)
Изотермический процесс (закон Бойля-Мариотта)
Демонстрация зависимости между объемом и давлением данной массы газа при постоянной температуре. По ходу рассмотрения процесса идет заполнение таблицы (Приложение 3)
Изохорный процесс (закон Шарля)
Демонстрация зависимости давления газа от температуры при постоянном объеме. При изучении процесса заполняется таблица (Приложение 4)
Изобарный процесс (закон Гей-Люссака)
Демонстрация зависимости объема газа от
температуры при постоянном давлении. После
рассмотрения данного процесса студенты
самостоятельно заполняют таблицу.
Проводится проверка заполненной таблицы (Приложении 5)
При изучении процессов один из студентов делает
сообщение. «История открытия газовых законов»
Историческая справка
1) Первый газовый закон был открыт английским
ученым Робертом Бойлем в 1661 году. Бойль изучал
изменение давления газа в зависимости от объема
при t = const. Данный процесс называют
изотермическим. Независимо от Бойля
несколько позднее французский ученый Эдм
Мариотт пришел к тем же выводам в 1676 году.
2) Шарль Жак Александр Сезар – французский физик,
исследовал расширение газов и установил в 1787
году закон изменения давления данной массы газа
с изменением температуры при V = const. Изобрел
ряд приборов, построил воздушный шар, осуществил
полет на этом шаре.
3) Гей-Люссак Жозеф Луи – французский физик и
химик в 1802 году открыл закон изменения объема
газа от температуры при p = const
5. Формирование знаний и умений
1. Разработать алгоритм решения задач по теме: «Уравнение состояния. Газовые законы» (Приложение 6)
2. Решить задачи (Приложение 7)
а) Решить задачу №1 (разбирается задача у доски)
б) Решить задачи самостоятельно:
Вариант
1
задача №2
Вариант
2
задача №3
Проверка задач (вызвать двух студентов к доске)
Задача №2 (ответ 1300см3)
Задача №3 (ответ 11.2*105 Па)
в) Дополнительно решить задачу №4 (если позволяет время)
г) Решить задачу № 5 (проанализировать графики изопроцессов газов)
6. Применение знаний (тестирование)
Ребята, мы с вами рассмотрели основные газовые законы, разобрали изопроцессы, графики изопроцессов. Теперь нам нужно обобщить наши знания, суммировать все понятия и определения. Для этого вы выполните тест. Время выполнения – 5 минут (Приложение 8)
7. Домашнее задание
1) Объяснить с точки зрения МКТ изохорный и
изобарный процессы (дополнить таблицу)
2) Подготовиться к зачету по теме: «Основы
молекулярно-кинетической теории» (по вопросам)
3) Решить задачи 3.3, 3.18, 3.34 [4]
8. Подведение итогов занятия
Ребята, сегодня мы с вами выяснили, что представляет собой изопроцесс :в зависимости от постоянства макроскопического параметра:
1) при T = const – изотермический
2) при p = const – изобарный
3) при V = const – изохорный
Вопросы для подведения итога:
1. Можно ли считать газовые законы следствием из
уравнения состояния идеального газа?
2. Применимы ли газовые законы для смеси газов?
3. Каковы условия применения газовых законов?
9. Рефлексия (анализ собственной деятельности студентов)