Ізопроцеси. Газові закони


Постановка навчальної задачі



Скачати 185.9 Kb.
Сторінка2/3
Дата конвертації11.03.2019
Розмір185.9 Kb.
ТипУрок
1   2   3

2. Постановка навчальної задачі.

Розв’яжемо задачу:

1. У посудині, об’єм якої може змінюватися і спочатку дорівнює 1л при температурі 270С знаходиться повітря, тиск якого 105Па. Повільно, щоб не змінилася температура газу, зменшують об’єм вдвічі.

2. Потім посудину нагрівають до 570С, змінюючи об’єм її так, щоб тиск газу залишався сталим.

3. Нарешті посудину охолоджують до початкової температури при сталому об’ємі газу.

Визначити значення тиску, об’єму, температури в останньому стані газу.

Прогноз


Що необхідно з’ясувати для вирішення цієї задачі?

Ми бачимо, що газ послідовно переходить з одного стану в інший: при сталій температурі, при сталому тиску, при сталому об’ємі. Маса газу – повітря в посудині не змінюється. Отже, нам необхідно знайти усі параметри газу в кінці кожного процесу, враховуючи, що в кожному з цих процесів змінюються тільки два параметри, а третій залишається сталим.

Тому нас цікавитиме зв’язок між двома параметрами, які змінюються в кожному ізопроцесі.

3. Газові закони.

1. В задачі, в першій її частині, газ переходить з одного стану в інший при сталій температурі. Який зв’язок між параметрами стану газу, що змінюються?

а) Враховуючи, що один із параметрів стану – температура не змінюється, то мова йде про ізопроцес.

Перехід газу з одного стану в інший при сталій температурі називають ізотермічним процесом.

Якщо маса газу не змінюється, то для цього процесу можна записати:



– У даному процесі температура не змінюється, тобто Т1 = Т2. Який зв’язок між іншими двома параметрами стану?

()

Одержана формула виражає закон, встановлений дослідним шляхом в середині 19 століття англійським ученим Р.Бойлем і французьким фізиком Е.Маріоттом, тому цей закон має назву закону Бойля-Маріотта.

Його можна сформулювати так: добуток тиску даної маси газу на його об’єм при сталій температурі є величина стала.

Зверніть увагу на твердження "даної маси газу". Це означає, що тільки для процесу, в якому маса газу не змінюється і стала температура можна застосовувати закон Бойля-Маріотта.

Наприклад, як відповісти на запитання: "Ви надули щоки. Збільшується і об’єм і тиск повітря, а температура стала. Як це узгодити із законом Бойля-Маріотта?"

Отже, при сталій температурі, тобто при ізотермічному процесі, закон Бойля-Маріотта не виконується. І це природно, адже маса повітря збільшується.



б) Як графічно зобразити залежність між тиском і об’ємом газу в ізотермічному процесі?

Отже залежність між тиском і об’ємом обернено пропорційна, а графік цієї залежності – гіпербола.

Цю криву називають ізотермою. Кожна точка кривої визначає тиск і об’єм газу при даній температурі, тобто стан газу.

В ізотермічному процесі стан газу змінюється, відповідно на графіку точка, що визначає стан газу, рухається вздовж ізотерми.

в) А який вигляд має ізотерма, якщо маса газу та сама, а температура вище?

Запишемо рівняння Менделєєва-Клапейрона Звідси видно, що чим вище температура Т, тим більший добуток pV. Отже, ізотерма при більшій температурі для даної маси газу розміщується вище. Для даного V, р має більше значення.

У системах координат р,Т і V,T ізотерма має вигляд:

Ізотерми на цих графіках біля осі Т зображуються пунктиром, тому що при Т близькому до абсолютного нуля будь-який газ стає або рідиною, або твердим тілом.

Таким чином, для ізотермічного процесу виконується закон Бойля-Маріотта, а на графіку цей процес зображується ізотермою

2. У другій частині задачі мова йде про процес у газі при сталому тиску. Який зв’язок між об’ємом і температурою?

а) Перехід газу з одного стану в інший при сталому тиску називається ізобарним.

– Який зв’язок між об’ємом і температурою в ізобарному процесі? Чому?



Цей закон встановлений експериментально французьким фізиком Ж.Гей-Люссаком у 1892р. і названий на честь вченого законом Гей-Люссака.

Він формулюється так: при незмінній масі газу і сталому тиску об’єм газу прямо пропорційний його абсолютній температурі.

– Перепишемо останнє рівняння так: Яка це залежність між об’ємом і температурою? (лінійна)

– Як на графіку зображується лінійна залежність? (прямою лінією)

– Зобразити цей графік в координатах V, T.

– Як ви думаєте, чим відрізнятиметься графік ізобарного процесу, якщо тиск матиме більше значення? Чому?

більшому р при даній Т відповідає менше значення V, отже кут нахилу буде меншим).

Зверніть увагу на е, як зображена ізобара біля абсолютного нуля.

– Зобразити ізобару в координатах р,Т і р,V.



3. У третій частині задачі мова йде про процес при сталому об’ємі. Який зв’язок між тиском і температурою у даному процесі?

а) Такий процес має назву ізохорного.

– Який зв’язок між тиском і температурою при ізохорному процесі? Чому?



– Яка залежність між тиском і температурою? (прямо пропорційна)

Ця залежність між тиском і температурою була експериментально встановлена французьким ученим Ж.Шарлем і має назву закону Шарля.

Формулюється закон так: Для даної маси газу при сталому об’ємі тиск газу прямо пропорційний його абсолютній температурі.

– Як графічно зобразити залежність ?

(На графіку цей процес зображується ізохорою)

– Зобразити дві ізохори для даної маси газу при умові, що V2 > V1. Обґрунтуйте.

( більшому V при даній Т відповідає менше значення р, отже кут нахилу буде меншим).



– Зобразити ізохори в координатах V,T і р,Т.



Каталог: server -> physics astronomy -> lessons
server -> Положення північної америки. Історія відкриття та освоєння площа: 24,2 млн км /ііі місце в світі/ Довжина берегової лінії: 60 тис км /іі місце/ Найбільша висота над рівнем моря: г. Мак-Кінлі, 6194м Найменша висота над рівнем моря
lessons -> Космос завжди приваблював людей своїми таємницями. Тож вирушимо у подорож
physics astronomy -> Створення середовища для самореалізації та всебічного розвитку особистості через використання сучасних інформаційних технологій на уроках фізики
lessons -> Рівняння стану ідеального газу
lessons -> Мікроскопічні Макроскопічні
lessons -> Основні положення молекулярно-кінетичної
lessons -> Уроку " Розум полягає не тільки у знанні, але й у вмінні застосувати знання на ділі "
lessons -> Урок за ІІ семестр Урок грау 8- класі «Щасливий випадок»


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка