Урок обобщения и систематизации знаний "Газовые законы"

Разделы: Физика


Цели урока.

1. Образовательная: закрепить, обобщить знания о газовых законах, раскрыть значение газовых законов, исследовать зависимость объёма данной массы газа от температуры при постоянном (атмосферном ) давлении, продолжить формирование навыков в выполнении практических самостоятельных работ и решении графических задач.

2. Развивающая: развивать интерес к газовым законам путем решения качественных задач, работать над формированием умений наблюдать и анализировать физические явления, логически мыслить при решении задач, развивать умение работать в паре при выполнении практических работ.

3. Воспитательная: формировать нравственные качества личности: потребность прилежного, ответственного отношения к учению, трудолюбие, самостоятельность, удовлетворение от совместного труда, уважительное отношение к учителю и учащимся, знакомить учащихся с практическими применениями газовых законов.

Учитель: Здравствуйте, ребята (приветствует учеников, фиксирует отсутствующих, проверяет подготовленность учащихся к учебному занятию, организует внимание школьников). Ребята, откройте, пожалуйста, тетради и запишите тему урока: “Газовые законы” (Презентация. Слайд №1), На столах у вас лежат рабочие карты урока, в которых сформулированы цели урока (Слайд №2)

1. Закрепить знания о газовых законах.

2. Закрепить умения решать задачи.

3. Исследовать зависимость объёма данной массы газа от температуры при постоянном (атмосферном) давлении.

4. Обобщить материал по теме: “Газовые законы”.

Сегодня мы работаем по плану. (План урока написан на доске)

1. Повторение газовых законов

2. Решение качественных задач.

3. Выполнение экспериментальной работы.

4. Обобщение материала по теме: “Газовые законы”:

- решение графической задачи,

- выполнение самостоятельной работы.

(Ученики слушают учителя, записывают в тетрадях тему урока, осознают поставленные цели.)

Учитель: Итак. приступим к проверке домашнего задания.

(Предлагает трем учащимся заполнить таблицу, представленную на доске (Приложение №1) и рассказать о законах Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля).

(Слайды №5, №6, №7)

Трое учащихся заполняют таблицу и рассказывают о каждом газовом законе.

Ученик 1: (Слайд №5 )

Качественные зависимости между двумя параметрами газа одной и той же массы при неизменном значении третьего параметра - называют газовыми законами.

Первый газовый закон был открыт английским ученым Р. Бойлем в 1662 году и несколько позже французским ученым Э. Мариоттом. Поэтому закон получил название закон Бойля-Мариотта. Бойль и Мариотт рассматривали процесс изменения термодинамической системы

при постоянной температуре. Данный процесс называется изотермическим.

Согласно уравнению состояния идеального газа для данной массы газа произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. pV=const (T=const)

Зависимость давления газа от объёма при постоянной температуре изображается кривой, которая называется изотерма. Изотерма газа изображает обратно пропорциональную зависимость между давлением и объёмом. В математике такую кривую называют гиперболой. В осях (р, Т) и (V, Т) графики представляют собой прямые параллельные осям Ор и ОV.

Изотермическим процессом приближенно можно считать процесс медленного сжатия воздуха или расширения газа в гофрированном сосуде.

(Учащийся демонстрирует этот процесс на установке)

Ученик 2: (рассказывает об изобарном процессе.) (Cлайд №6)

Французский ученый Гей-Люссак рассматривал процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении. Данный процесс называется изобарным. В 1802 году им экспериментально был открыт закон, получивший его имя. Согласно уравнению состояния идеального газа для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется.

V=const Т (р=const)

Эта зависимость графически изображается прямой, которая называется изобарой. Изобара газа изображает линейную зависимость между объемом и температурой. В осях (Р, V) и (Р, Т) графики представляют собой прямые параллельные осям ОV и ОT.

Изобарным процессом приближенно можно считать процесс расширения газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем при постоянном атмосферном давлении.

Ученик 3: ( рассказывает об изохорном процессе. Рассказ ученика сопровождается демонстрацией модели парового котла). (Cлайд №7)

Французский физик Шарль рассматривал процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме. Данный процесс называется изохорным. В 1787 году им

экспериментально был открыт закон, получивший его имя. Согласно уравнению состояния

идеального газа для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем газа не меняется. р=const Т (V=const )

Эта зависимость графически изображается прямой, которая называется изохорой. Изохора газа изображает линейную зависимость между давлением и температурой газа. В осях (р, V) и (V, Т)графики представляют собой прямые параллельные осям Оp и ОТ.

Увеличение давления газа в любой емкости при нагревании является изохорным процессом.

(Учитель оценивает знания учеников, вызванных к доске.)

В течение времени, которое необходимо учащимся, вызванным к доске, для выполнения записей в таблице, (3, 4 минуты), учитель работает фронтально с классом по вопросам для повторения, которые даны в рабочих картах урока. (Приложение №2))

Учитель: (предлагает ответить учащимся на вопросы).Какие параметры называются макроскопическими?

Ученик Макроскопические параметры - это физические величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета их молекулярного строения. К ним относятся

р, V, T, m и др.

Учитель: Какие макроскопические параметры связывает уравнение Менделеева-Клайперона? (Слайд №3)

Ученик:Уравнение Менделеева-Клайперона связывает давление р, объем V, температуру Т, массу m идеального газа:

Учитель: Что называют изопроцессом ? Какие изопроцессы вы знаете? (Слайд №4)

Ученик: Изопроцесс - это процесс, происходящий с данной массой газа при неизменном значении одного из параметров. Изопроцессы - изотермический, изобарный, изохорный.

Учитель: Итак, мы повторили газовые законы. Перейдем к решению качественных

задач. Эти задачи сформулированы в рабочих картах урока. (Учитель предлагает учащимся ответить устно на следующие вопросы.)

Рыбаки отмечают, что у глубоководных рыб, только что извлеченных из воды, плавательный пузырь выходит через рот наружу. Почему это происходит? (Слайд №8)

Ученик: Т. к. температура газов внутри плавательного пузыря рыбы не изменяется, то процесс - изотермический, т. е. с уменьшением давления газов их объем будет увеличиваться. У глубоководных рыб внутреннее давление газов больше атмосферного. Поэтому в воздухе, раздувающийся плавательный пузырь не умещается в теле рыбы и выходит через рот наружу.

Учитель: Почему нагретая медицинская банка "присасывается" к телу человека? (Вопрос сопровождается демонстрацией "присасывания" банки к руке?) (Слайд №9)

Ученик: При внесении в банку горящей ватки, воздух в банке быстро нагревается и, соприкасаясь с ее холодными стенками, охлаждается. Давление его становится меньше атмосферного и банка “присасывается” к телу, втягивая внутрь кожу. Здесь “работает” закон Шарля. При постоянном объеме с уменьшением температуры уменьшается и давление воздуха. Т.к. банка втягивает внутрь кожу, то создается усиленный приток крови к этому участку, что оказывает лечебное воздействие.

Учитель: Для качественной проверки закона Гей-Люссака выполните экспериментальную работу, описание которой вы найдете в рабочих картах. (Приложение № 2)

Экспериментальная работа "Наблюдение зависимости объёма данной массы газа от температуры при постоянном (атмосферном) давлении".

Цель работы: пронаблюдать, как зависит объём данной массы газа от температуры при постоянном (атмосферном) давлении".

Оборудование: пробирка химическая, закрытая пробкой со стеклянной трубкой, в которой находится столбик воды, стакан с водой.

Порядок выполнения работы.

1. Нагрейте воздух в пробирке, подержав ее в руках. При этом наблюдайте за положением столбика воды в трубке.

2. Опустите пробирку в стакан с водой и снова наблюдайте за изменением положения столбика воды в трубке.

3. Дополните предложения (исходя из результатов экспериментальной работы):

(Учащиеся знакомятся с экспериментальной работой, выполняют ее. При этом они наблюдают, что при изменении температуры воздуха в пробирке, положение столбика воды в трубке изменяется, делают записи в рабочей карте).

Ученик (докладывает о результатах работы): На опыте мы наблюдали зависимость объема данной массы газа от температуры при постоянном атмосферном давлении. В ходе опыта давление и масса воздуха в пробирке не изменялись. Было выяснено, что для газа данной массы при постоянном давлении с увеличением температуры происходит увеличение объема газа, и, наоборот, с уменьшением температуры газа уменьшается и его объем.

Учитель: Мы повторили газовые законы, выполнили экспериментальную работу и качественные задачи. Приступим к обобщению материала по теме "Газовые законы" - решим графическую задачу, пользуясь алгоритмом решения задач графическим методом (Приложение №3)

Ученик: (решает графическую задачу на доске, остальные записывают решение задачи в тетрадях).

Определите, какие изменения происходят с параметрами состояния идеального газа при переходе из состояния 1 —> 2 —> 3? (Слайд №10)

1 —> 2 – изотермический процесс Т= const

изотермическое расширение

2 —> 3 изобарный процесс

р = const

изобарное сжатие или изобарное охлаждение.

Учитель: (Оценивает ответ ученика и предлагает учащимся выполнить самостоятельную работу. Каждое задание работы оценено в баллах и представлена шкала перевода баллов в оценку. (Приложение №4))

Ученики выбирают задание “по силам” и приступают к выполнению работы, делая записи в листе с заданиями.

Учитель (подводит итоги урока): Итак, сегодня на уроке мы повторили газовые законы, решили качественные задачи, выполнили экспериментальную работу "Наблюдение зависимости объёма данной массы газа от температуры при постоянном (атмосферном) давлении", решили графическую задачу, показавшую связь физики и математики: чтобы понимать физические законы, надо хорошо владеть математическими навыками, применили свои знания при выполнении самостоятельной работы.

(Учитель оценивает работу учащихся на уроке, сообщает оценки ученикам, которые участвовали в фронтальной беседе при обсуждении качественных задач, итогов экспериментальной работы, готовили сообщения.)

Ученики сдают листы с самостоятельной и экспериментальной работами и записывают домашнее задание (Слайд №11): §68,69, задание на карточке (графическая задача – каждому своя).

Использованная литература

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н. Н. Физика. Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений. - 15 изд. –М.: Просвещение, 2010 г.
  2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике для 10–11 классов общеобразовательных учреждений. - 8-е изд. - М.: “Дрофа”, 2004 г.
  3. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике. - 4-е изд. - М.: Просвещение, 1972 г.
  4. Я иду на урок физики. 10 класс: Молекулярная физика. Книга для учителя. М.: Изд. “Первое сентября”, 2000 г.