Урок №45 предмет: фізика тема програми: Властивості газів, рідин, твердих тіл тема уроку: Ізопроцеси мета уроку



Сторінка1/12
Дата конвертації11.03.2019
Розмір0.97 Mb.
ТипУрок
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
УРОК № 45

ПРЕДМЕТ: фізика

ТЕМА ПРОГРАМИ: Властивості газів, рідин, твердих тіл

ТЕМА УРОКУ: Ізопроцеси

МЕТА УРОКУ:

  • Сформувати поняття про ізопроцеси в газах, зокрема дослідити їх з погляду МКТ, формувати науковий світогляд; сформувати вміння будувати й аналізувати графіки ізопроцесів у різних системах координат; закріпити матеріал за допомогою розв’язування задач, виконання віртуальної лабораторної роботи, перевірочних тестів.

  • Розвивати вміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між явищами, виходячи з положень МКТ, формувати розуміння меж застосування моделі ідеального газу; розвивати математичний апарат фізики, вміння систематизувати і описувати результати, сприяти активізації творчого мислення і розвитку мотивації навчання шляхом використання переваг інтерактивних методів навчання.

  • Показати практичне застосування ізопроцесів у природі, науці й техніці; підвищувати інтерес до предмету, стимулювати пізнавальну активність учнів; сприяти розвитку комунікативних якостей особи в процесі парно-групової роботи

Тип уроку: комбінований

Методи навчання, прийоми: елементи бесіди, проблемні питання, експеримент-дослідження, робота в парах

Форма організації навчальної діяльності: урок-дослідження з використанням комп’ютерної техніки

Дидактичне забезпечення: опорний конспект, ілюстративний матеріал, роздатковий матеріал

Матеріально-технічне забезпечення: комп’ютер, презентація

Міжпредметні зв’язки: інформатика, математика, природознавство, українська мова

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ: В.Сиротюк, В.Баштовий « Фізика - 11»; Л.А. Кирик «Уроки фізики 11 клас», «Ранок, 2004»; Посібник «Завдання для оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики у різнорівневих класах навчання»

Існує лише те, що можна виміряти.

Макс Планк

В кожній людині є Сонце.

Тільки дайте йому світити.

Сократ


ХІД УРОКУ

І. Оргчастина

- перевірка наявності учнів, їх готовності до уроку



ІІ. Підготовка учнів до засвоєння, актуалізація опорних знань

  • Бліц турнір:

  1. Що є об’єктом вивчення МКТ

  2. Що в МКТ називається ідеальним газом?

  3. Що ви розумієте під параметрами газу?

  4. Які термометричні параметри характеризують стан газу?

  5. Яке рівняння пов’язує між собою всі три термодинамічні параметри?

  6. Записати рівняння Менделєєва-Клапейрона

  7. Який фізичний зміст рівняння стану газу?

  8. Що таке абсолютний нуль температури? Абсолютна шкала температур?

  9. Назвіть одиницю абсолютної температури.

  10. Який зв’язок існує між температурою і абсолютною температурою?

  11. Чому дорівнює універсально газова стала?

  • Перевірка виконання домашнього завдання (Слайд 1-2)

(Учням потрібно було вибрати та розв’язати по одній задачі з таблиці).

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Рівняння стану ідеального газу дозволяє описати , що відбувається з газом за будь-яких змін всіх його параметрів. Однак багато процесів у газах, що відбуваються у природі, або здійснюються за участю техніки, набувають зміни тільки двох параметрів при сталій масі газу.



ІV. Вивчення нового матеріалу

  • Входження в тему

Кількісні залежності між двома параметрами газу при фіксованому значенні третього параметра називають газовими законами.

Процеси, що відбуваються при незмінному значенні одного із параметрів (Р,V,Т), називають ізопроцесами (Слайд 3)

Під час вивчення нового матеріалу будемо дотримуватися плану:


  1. Формулювання закону, математичний запис, графік.

  2. Ким, коли і як був відкритий?

  3. Дослідне підтвердження.

  4. Межі дії закону.

  5. Де проявляється дія цього закону в природі?



  • 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.



Потрібно: Визначити значення тиску, об’єму, температури в кожному стані газу.

Ми бачимо, що газ послідовно переходить з одного стану в інший: при сталій температурі, при сталому тиску, при сталому об’ємі. 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.



  • Газові закони.

  • Ізотермічний процес

1.Проаналізуємо умову першої задачі:.

- Які параметри лишаються сталими?

- Які не змінюються?

- Чи змінюється при цьому маса газу?

- Який зв’язок між параметрами стану газу, що змінюються?

Перехід газу з одного стану в інший при сталій температурі називають ізотермічним процесом. (Слайд 4)

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



Так як Т1 = Т2, то Р1V1 = Р2 V2 або РV = const



Добуток тиску даної маси газу на його об’єм при сталій температурі є величина стала.

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. (Слайд 5)



  • Як графічно зобразити залежність між тиском і об’ємом газу в ізотермічному процесі? (Моделювання процесу на комп’ютері)

Пригадаємо з алгебри:

  • Залежність між тиском і об’ємом описується прямою чи оберненою пропорційністю?

  • Який вигляд має графік цієї залежності?

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.



  • Який вигляд має ізотерма, якщо маса газу та сама, а температура вище?

Чим вище температура Т, тим більший добуток pV. Отже, ізотерма при більшій температурі для даної маси газу розміщується вище. (Слайд 6)

У системах координат р,Т і V,T 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.

Закон Бойля-Маріотта справедливий для всіх газів, а також і для їх сумішей, наприклад, для повітря. Лише при тисках, в кілька сотень раз більших атмосферного, відхилення від цього закону стають суттєвими.

Використовують закон Бойля-Маріотта у повітряних двигунах. (Слайд 7)



Висновок 1: 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?

Перехід газу з одного стану в інший при сталому тиску називається ізобарним. (Слайд 8)

Ізобарним можна вважати розширення газу при нагріванні його в циліндрі з рухомим поршнем. Сталість тиску в циліндрі забезпечується атмосферним тиском на зовнішню поверхню поршня.

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

Знову скористаємося рівннянням Клапейрона:

Так як Р12 , то





При незмінній масі газу і сталому тиску об’єм газу прямо пропорційний його абсолютній температурі.

Цей закон встановлений експериментально французьким фізиком Ж.Гей-Люссаком у 1892р. (Слайд 9)

- Як графічно зобразити залежність між об’ємом і температурою? (Моделювання процесу на комп’ютері)


  • Яка залежність між об’ємом і температурою?

Як на графіку зображується лінійна залежність?

  • Який вигляд має цей графік в координатах V, T.

Як вигадаєте, 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). (Слайд 10)



Ізобарним можна вважати розширення газу при нагріванні його в циліндрі з рухомим поршнем. Сталість тиску в циліндрі забезпечується атмосферним тиском на зовнішню поверхню поршня.
Висновок 2: Таким чином, для ізобарногочного процесу виконується закон Гей-Люссака, а на графіку цей процес зображується ізобарою.

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

Процес зміни стану термодинамічної системи, що протікає при сталому об’ємі, називають ізохорним. (Слайд 11)

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



Ця залежність між тиском і температурою була експериментально встановлена французьким ученим Ж.Шарлем і має назву закону Шарля. (Слайд 12)

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

Яка залежність між тиском і температурою? (Моделювання процесу на комп’ютері)

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). (Слайд 13)



Ізохорним можна вважати збільшення тиску газу в довільній ємності або в електричній лампочці при нагріванні
V. Первинне закріплення знань

4. Розв’язування навчальної задачі.

Газ переходить з 1 стану в 2 стан. Процес ізотермічний.

Запишемо закон Бойля-Маріотта:

Звідси:


Отже, І стан



ІІ стан

Газ переходить з 2 стану у 3 стан. Процес ізобарний.

Запишемо закон Гей-Люссака:

Звідси:


Отже у 3 стані

Газ переходить з 3 стану у 4 стан. Процес ізохорний.

Запишемо закон Шарля





Таким чином, в останньому стані газ має такі параметри:







  1. Дано графіки процесів в різних системах координат



Знайти у всіх трьох системах координат:

  1. ізотерми;

  2. ізохори;

  3. ізобари.



Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


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

    Головна сторінка