Главная / Физика / Разработка урока физики : " Изопроцессы в газах" (1 курс СПО )

Разработка урока физики : " Изопроцессы в газах" (1 курс СПО )

Тема урока: Изопроцессы в газах

Цель урока: Рассмотреть частные случаи уравнения состояния идеального газа и их применение к решению качественных и количественных задач.

Задачи урока:

  • Образовательные: ввести и закрепить понятие об изопроцессе (история открытия, модель установки для изучения зависимостей между термодинамическими параметрами, графики изопроцесса, математическая запись закона, объяснение с точки зрения МКТ); сформировать умение различать и описывать изопроцессы , закрепить умения применять формулы и законы при решении расчетных и качественных задач;

  • Развивающие: развитие логического мышления, внимания, памяти; дальнейшее совершенствование навыков математических вычислений ;развитие познавательной деятельности.; дальнейшее формирование умений объяснять физические явления;

  • Воспитательные: воспитание ответственного отношения к учебному труду; добросовестности; уверенности в своих силах; дисциплинированности, самостоятельности

Тип урока: комбинированное занятие (опрос, лекция, закрепление знаний, умений и навыков).

Оборудование: ПК, мультимедийная установка, презентация к уроку

Дидактические материалы: задачи, формулы.





План урока

п/п

Этапы урока

Время

Приемы и методы

1

Организационный этап

2

Проверка готовности к уроку

2

Мотивационный этап.

2

Постановка цели и задачи

3

Актуализация знаний.

13

Фронтальный опрос.

4

Изучение нового материала


35

Беседа. Сообщения учащихся.Просмотр слайдов презентации «Изопроцессы в газах».Записи в тетради. Заполнение обобщающей таблицы.

5

Закрепление изученного материала

30

Решение качественных, количественных и графических задач на доске. Самостоятельная

работа .Самопроверка. Работа с рейтинговой картой.

6

Подведение итогов

5

Выставление оценок в журнал

7

Домашнее задание

1

Указания к выполнению д / з

8

Рефлексия

2

Работа со светофорчиками





Ход урока

І. Организационный этап ( Проверка готовности к уроку)

І І. Мотивационный этап.

Однажды произошел очень забавный случай. По завершении строительства тоннеля под Темзой, чиновники решили отпраздновать это событие прямо под землей. Шампанское там показалось им очень игристым. Когда чиновники поднялись на поверхность, у них начало раздувать желудки. Одного чиновника даже пришлось снова спустить в тоннель. Почему это произошло? Ответить на этот и другие вопросы мы сможем , изучив сегодняшнею тему.

На прошлом уроке, мы получили уравнение состояния идеального газа. И теперь зная это уравнение можно вывести все три газовых закона . Но в истории физики эти открытия были сделаны в обратном порядке: сначала экспериментально были получены газовые законы, и только потом они были обобщены в уравнение состояния. Этот путь занял почти 200лет.

Сегодня мы попробуем самостоятельно получить формулировки газовых законов. По сравнению с 17-18 в. для вас эта задача значительно упрощена. Выступая в роли исследователей, вам самим придётся анализировать увиденное, делать выводы, объяснять результаты. Итак, на сегодняшнем уроке мы выясним:

Что такое изопроцесс, виды изопроцессов, графические представления газовых законов.( слайд 2)

Прежде чем  перейти к основному изучению данной темы поговорим немного об основных понятиях , которые потребуются для объяснения увиденного.

III. Актуализация знаний.

  • Фронтальный опрос (слайд 4, слайд 5)

  1. Как называется модель на которой рассматривают состояние газообразных тел. (идеальный газ)

  2. Какими параметрами характеризуется состояние идеального газа.

(р-давление, V-объём, T-температура)

  1. Как называются эти параметры. (макроскопические)

  2. Какое уравнение связывает между собой эти параметры ? (PV=(m/M)RT - уравнение состояния идеального газа)

  3. Как создаётся давление? (ударами молекул )

  4. Как термодинамический параметр давление связан с микроскопическими параметрами? (основное уравнение МКТ-

    1. р = 1/3 m0nv2)

  5. Как объём связан с микроскопическими параметрами? (объём обратно пропорционален концентрации т.е. V ~ 1/n , n = N/V) )

  6. С какими микропараметрами связана температура? (Е = 3/2 kT)



IV. Изучение газовых законов.

Одновременно с объяснением и просмотром презентации должна быть заполнена обобщающая таблица.

(Слайд №6 с определением изопроцесса- записывают в тетради)

- При изучении газовых законов нужно помнить что три физические величины -m‚ Μ‚R являются const

Газовые законы - количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра.

Исходя из вышесказанного можно сказать, что существует три изопроцесса:

1. Изотермический процесс. (слайд 7)

а) формула  (P1 V1 = P2 V2 )

б) формулировка  (Изотормическим процессом называются изменения состояния термодинамической системы, протекающие при постоянной температуре) – Слайд 7

в) история открытия закона (Закон установлен экспериментально до создания молекулярно-кинетической теории газов английским физиком Робертом Бойлем в 1660 году и французским физиком Эдмоном Мариоттом в 1676 году) (Слайд №7)

Обращаем внимание на координатные оси.

Слайд №8 – ученики изображают в тетрадях

Учитель объясняет как сравнивать изотермы при решении тестовых заданий или при решении графических задач.

2. Изобарный процесс. (слайд 9-10)

История открытия (В 1787 году французский ученый Жак Шарль измерял давление различных газов при нагревании при постоянном объёме и установил линейную зависимость давления от температуры, но не опубликовал исследование. Через 15 лет к таким же результатам пришёл и Гей-Люссак и, будучи на редкость благородным, настоял, чтобы закон назывался в честь Шарля.)

3. Изохорный процесс. (слайд 11-12)

История открытия (Закон установлен в 1802 году французским физиком Гей-Люссаком, который определяет объём газа при различных значениях температур в пределах от точки кипения воды. Газ содержали в баллончике, а в трубке находилась капля ртути, запирающая газ, расположенная горизонтально)

Заполнение обобщающей таблицы.( слайд 13)

Название изопроцесса

История открытия

Установка опыта (комп.модель)

График

Запись закона

МКТ-
трактовка

Изотермический
T = const

1862 г. Р.Бойль (Англия), Э.Мариотт(Франция). Газ неизменной массы подвергали сжатию и расширению при постоянной температуре, измеряя его объем и давление.

Поршень легко подвижен
hello_html_2fcf64d5.png
V↓ → р↑
p↓ → V↑

hello_html_m34bdeb0b.png

p1V1 = p2V2
при m=const

V↓ → р↑, т.к. p=nkT, V~1/n, V↓ → n↑
p~n, n↑ → 
р↑.

Изохорный
V = const

1787 г. Ж.Шарль (Франция). Нагревая газ при постоянном объеме, заметил, что при изменении температуры газа постоянной массы его давление изменяется одинаково для всех газов.

Поршень закреплен
hello_html_24c70845.png
T↓ → р↓
T↑ → p↑

hello_html_7b7ff123.png

hello_html_348b4c85.pngпри m=const

Т↓ → р↓, т.к. p=nkT, p~T, Т↓ → р↓
V=const → n=const

Изобарный
р = const

1802 г. Ж.Гей-Люссак (Франция). Нагревая газ при постоянном давлении, заметил, что при изменении температуры газа постоянной массы его объем изменяется одинаково для всех газов.

Поршень легко подвижен
T↓ → V↓
T↑ → V↑

hello_html_bad9b51.png

hello_html_m7f2c3d2f.pngпри m=const

Т↓ → V↓, т.к. n=p/kT или hello_html_290ffeb9.png, то V~T (N, k, p=const)



V. Закрепление. (Слайд №14-15)

  • Решение задач( у доски)

  • Качественные задачи

1.Почему из стеклянной бутылки вылетает пробка, если она стоит в тёплом месте?

2.Почему у глубоководных рыб плавательный пузырь выходит наружу через рот, если их извлечь из воды?

3.Почему сжимается воздушный шарик ,если его положить на сухой лёд?

  • Количественные задачи

1.Автомобильные шины накачены до давления 2*104 Па при температуре 7 0 .После нескольких часов езды температура поднялась до 42 0. Каким стало давление в шинах ?

  • Самостоятельная работа ( Слайд 16)

Обучающиеся решают задачи самостоятельно (по рядам), затем осуществляют самопроверку.



  1. Во фляжке вместимостью 0,5 л находится вода объемом 0,3 л. турист пьет из нее воду, плотно прижав губы к горлышку так, что во фляжку не поступает наружный воздух. Сколько воды удастся выпить туристу, если он может понизить давление оставшегося во фляжке воздуха до 80 кПа?
    (Ответ: Т = const, Vвыпитой воды = 0,05 л)

  2. Под каким давлением должна наполнятся электролампа инертным газом при температуре 150ºС, чтобы при температуре 300ºС давление не превышало 0,1 МПа?
    (Ответ: V = const, р1 = 7,4·104 Па)

  3. Какой объем займет газ при 77ºС, если при 27ºС его объем был 6 л.
    (Ответ: р = const, V1 = 7 л)

  • Решение задач повышенной сложности.

  1. Газ, занимающий при Т = 400 К и р = 105 Па объем 2·10-3 м3, изотермически сжимают до объема V2 и давления р2, затем изобарно охлаждают до Т3 = 200 К, после чего изотермически изменяют объем до значения 10-3 м3. Найти конечное давление газа.
    (Ответ: р4 = (р1V1T3)/(T1V4)

VI.Подведение итогов занятия ( выставление оценок )

VII. Инструктаж домашнего задания

§71; упражнение 13 №1; Сборник задач Рымкевич №527; №536

VIII. Рефлексия

Разработка урока физики : " Изопроцессы в газах" (1 курс СПО )
  • Физика
Описание:

Тема урока:  Изопроцессы в газах

Цель урока: Рассмотреть частные случаи уравнения состояния идеального газа и их применение к решению качественных и количественных задач.

Задачи урока:

ØОбразовательные:  ввести и закрепить понятие об изопроцессе (история открытия, модель установки для изучения зависимостей между термодинамическими параметрами, графики изопроцесса, математическая запись закона, объяснение с точки зрения МКТ); сформировать умение различать и описывать изопроцессы , закрепить умения применять  формулы и законы при решении расчетных и качественных задач;

ØРазвивающие: развитие логического мышления, внимания, памяти; дальнейшее совершенствование навыков математических вычислений ;развитие познавательной деятельности.; дальнейшее формирование умений объяснять физические явления;

ØВоспитательные: воспитание ответственного отношения к учебному труду; добросовестности;  уверенности в своих силах; дисциплинированности, самостоятельности

Тип урока:  комбинированное занятие (опрос,  лекция,  закрепление  знаний, умений и навыков).

Оборудование: ПК, мультимедийная  установка, презентация к уроку

Дидактические материалы: задачи, формулы.

 

 

План урока

№ п/п

Этапы урока

Время

Приемы и методы

1

Организационный этап

2

Проверка готовности к уроку

2

 Мотивационный этап.

2

Постановка цели и задачи

3

Актуализация знаний.

13

Фронтальный опрос.

4

Изучение нового материала

 

35

Беседа. Сообщения учащихся.Просмотр слайдов презентации «Изопроцессы в газах».Записи  в тетради. Заполнение обобщающей таблицы.

5

Закрепление изученного материала

30

Решение качественных, количественных и графических задач на доске. Самостоятельная

работа .Самопроверка. Работа с рейтинговой картой.

6

Подведение итогов

5

Выставление оценок в журнал

7

Домашнее задание

1

Указания к выполнению д / з

8

Рефлексия

2

Работа со светофорчиками

 

 

Ход урока

 І. Организационный этап ( Проверка готовности к уроку)

І І. Мотивационный этап.

       Однажды произошел очень  забавный случай. По завершении  строительства тоннеля под Темзой, чиновники решили отпраздновать это событие прямо под землей. Шампанское  там показалось им  очень  игристым. Когда чиновники поднялись на поверхность, у них  начало раздувать желудки. Одного чиновника даже пришлось снова спустить в тоннель. Почему это произошло? Ответить на этот и другие вопросы мы сможем , изучив сегодняшнею тему.

     На прошлом уроке, мы получили уравнение состояния идеального газа. И теперь зная это уравнение можно вывести все три газовых закона . Но в истории физики эти открытия были сделаны в обратном порядке: сначала экспериментально были получены газовые законы, и только потом они были обобщены в уравнение состояния. Этот путь занял почти 200лет.

  Сегодня мы попробуем самостоятельно получить формулировки газовых законов. По сравнению с 17-18 в. для вас эта задача значительно упрощена. Выступая в роли исследователей, вам самим придётся анализировать увиденное, делать выводы, объяснять результаты. Итак, на сегодняшнем уроке мы выясним:

Что такое  изопроцесс, виды изопроцессов, графические представления газовых законов.( слайд 2)

Прежде чем  перейти к основному изучению данной темы поговорим немного об основных понятиях , которые потребуются для объяснения увиденного.

III. Актуализация знаний.

ØФронтальный опрос (слайд 4, слайд 5)

1.     Как называется модель на которой рассматривают состояние газообразных тел. (идеальный газ)

2.     Какими параметрами характеризуется состояние идеального газа.

 (р-давление, V-объём, T-температура)

3.     Как называются эти параметры. (макроскопические)

4.     Какое уравнение связывает между собой эти параметры ? (PV=(m/M)RT  - уравнение состояния идеального газа)

5.     Как создаётся давление? (ударами  молекул )

6.     Как термодинамический  параметр давление связан с микроскопическими  параметрами? (основное  уравнение МКТ-

a.     р = 1/3 m0nv2)

7.     Как объём связан с микроскопическими параметрами? (объём обратно пропорционален концентрации т.е. V ~ 1/n , n = N/V) )

8.     С какими микропараметрами связана температура? (Е = 3/2 kT)

 

IV. Изучение газовых законов.

Одновременно с объяснением и просмотром  презентации должна быть заполнена обобщающая таблица.

(Слайд №6 с определением изопроцесса- записывают в тетради)

- При изучении газовых законов нужно помнить что три физические величины -m‚ Μ‚R являются const

Газовые законы - количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра.

Исходя из вышесказанного можно сказать, что существует три изопроцесса:

1. Изотермический процесс. (слайд 7)

а) формула  (P1 V1 = P2 V2 )

б) формулировка  (Изотормическим процессом называются изменения состояния термодинамической системы, протекающие при постоянной температуре) – Слайд 7

в) история открытия закона (Закон установлен экспериментально до создания молекулярно-кинетической теории газов английским физиком Робертом Бойлем в 1660 году и французским физиком Эдмоном Мариоттом в 1676 году) (Слайд №7)

Обращаем внимание на координатные оси.

Слайд №8 – ученики изображают в тетрадях

Учитель объясняет как сравнивать изотермы при решении тестовых заданий или при решении графических задач.

2. Изобарный процесс. (слайд 9-10)

История открытия (В 1787 году французский ученый Жак Шарль измерял давление различных газов при нагревании при постоянном объёме и установил линейную зависимость давления от температуры, но не опубликовал исследование. Через 15 лет к таким же результатам пришёл и Гей-Люссак и, будучи на редкость благородным, настоял, чтобы закон назывался в честь Шарля.)

3. Изохорный процесс. (слайд 11-12)

История открытия (Закон установлен в 1802 году французским физиком Гей-Люссаком, который определяет объём газа при различных значениях температур в пределах от точки кипения воды. Газ содержали в баллончике, а в трубке находилась капля ртути, запирающая газ, расположенная горизонтально)

Заполнение обобщающей таблицы.( слайд 13)

Название изопроцесса

История открытия

Установка опыта (комп.модель)

График

Запись закона

МКТ-
трактовка

Изотермический
T = const

1862 г. Р.Бойль (Англия), Э.Мариотт(Франция). Газ неизменной массы подвергали сжатию и расширению при постоянной температуре, измеряя его объем и давление.

Поршень легко подвижен

V↓ → р↑
p↓ → V↑

p1V1 = p2V2
при m=const

V↓ → р↑, т.к. p=nkT, V~1/n, V↓ → n↑
p~n, n↑ → 
р↑.

Изохорный
V = const

1787 г. Ж.Шарль (Франция). Нагревая газ при постоянном объеме, заметил, что при изменении температуры газа постоянной массы его давление изменяется одинаково для всех газов.

Поршень закреплен

T↓ → р↓
T↑ → p↑

при m=const

Т↓ → р↓, т.к. p=nkT, p~T, Т↓ → р↓
V=const → n=const

Изобарный
р = const

1802 г. Ж.Гей-Люссак (Франция). Нагревая газ при постоянном давлении, заметил, что при изменении температуры газа постоянной массы его объем изменяется одинаково для всех газов.

Поршень легко подвижен
T↓ → V↓
T↑ → V↑

при m=const

Т↓ → V↓, т.к. n=p/kT или , то V~T (N, k, p=const)

 

V. Закрепление.(Слайд №14-15)

§  Решение задач( у доски)

  Качественные задачи

1.Почему  из стеклянной бутылки вылетает пробка, если она стоит в тёплом месте?

2.Почему у глубоководных рыб плавательный пузырь выходит наружу через рот, если их извлечь из  воды?

3.Почему сжимается воздушный шарик ,если его положить на сухой лёд?

  Количественные задачи

1.Автомобильные шины накачены до давления  2*104   Па  при  температуре 7 0 .После нескольких часов езды температура поднялась до 42 0. Каким стало давление в шинах ?

§  Самостоятельная работа ( Слайд 16)

Обучающиеся  решают задачи самостоятельно (по рядам), затем  осуществляют самопроверку.

 

1.     Во фляжке вместимостью 0,5 л находится вода объемом 0,3 л. турист пьет из нее воду, плотно прижав губы к горлышку так, что во фляжку не поступает наружный воздух. Сколько воды удастся выпить туристу, если он может понизить давление оставшегося во фляжке воздуха до 80 кПа?
(Ответ: Т = const, Vвыпитой воды = 0,05 л)

2.     Под каким давлением должна наполнятся электролампа инертным газом при температуре 150ºС, чтобы при температуре 300ºС давление не превышало 0,1 МПа?
(Ответ: V = const, р1 = 7,4·104 Па)

3.     Какой объем займет газ при 77ºС, если при 27ºС его объем был 6 л.
(Ответ: р = const, V1 = 7 л)

§  Решение задач повышенной сложности.

4.     Газ, занимающий при Т = 400 К и р = 105 Па объем 2·10-3 м3, изотермически сжимают до объема V2 и давления р2, затем изобарно охлаждают до Т3 = 200 К, после чего изотермически изменяют объем до значения 10-3 м3. Найти конечное давление газа.
(Ответ: р4 = (р1V1T3)/(T1V4)

VI.Подведение итогов занятия ( выставление оценок )

VII. Инструктаж домашнего задания

§71; упражнение 13 №1; Сборник задач Рымкевич №527; №536

 

VIII. Рефлексия

Автор Яшина Валентина Александровна
Дата добавления 08.01.2015
Раздел Физика
Подраздел
Просмотров 1014
Номер материала 46234
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓