Газовые законы. Ход урока

 

Санкт-Петербургское государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

колледж отраслевых технологий

«Краснодеревец»

Открытый урок по теме:

Уравнение состояния идеального газа.

 Газовые законы

Разработчик урока:

Монова Н.Д. – преподаватель физики высшей категории.

 

126 группа

Санкт-Петербург

2014

 

 

 

«Все что мы знаем о реальности, исходит из опыта и завершается им”.

                                                                                                А.Эйнштейн

 

“Термодинамика-это единственная физическая теория, относительно которой я убежден, что в рамках применимости

 ее основы понятий она никогда не будет опровергнута”.

                             

                                                                                              А.Эйнштейн

 

 

Урок проводится на основе комбинирования вербального, графического, репродуктивного, эвристического и наглядного  методов обучения,  с использованием имеющихся в распоряжении возможностей современной техники и технологий: использование экспериментальных установок, мультимедиа презентации в Power Point, наглядных пособий, сборника тестовых заданий, учебного компьютерного моделирования в МАТЛАБ, современных электронных образовательных ресурсов и проч., способствующих повышению эффективности и качества обучающего процесса.

 

Цели урока:

 

Обучающие:

- Продолжить овладение знаниями и умениями в области тепловых явлений, способствующих овладению профессиональной деятельности учащихся.

- Рассмотреть уравнения состояния идеального газа – уравнение Менделеева-Клапейрона, как основного уравнения, устанавливающего связь между макроскопическими параметрами, а так же поведение термодинамической системы при фиксации одного из макро- параметров: температуры, давления и объема.

 

Развивающие:

- Формирование у учащихся осознанного понимания уравнения состояния идеального газа -  основного уравнения, связывающего макроскопические параметры, явлений изопроцессов, имеющих широкое применение в современной науке, технике и технологии производства.

- Формирование умений понимания и постановки научного и демонстрационного эксперимента.

- Развивать у учащихся умения обобщать полученную информацию, делать выводы, анализировать предложенный материал.

- Развивать умения работать со справочной и научной литературой, пользоваться информацией Интернет ресурсов.

 

Воспитательные:

-  Формирование навыков аналитического мышления как способа познания мира.

-  Воспитание интереса к изучаемым предметам посредством изучения биографий великих ученых.

 

 

 

Оборудование к уроку:

-          Мультимедийная аппаратура.

-          Демонстрационные установки

-          Современные электронные образовательные программы

-          Физика. Сборник тестовых заданий. Монова Н.Д. [2] , 30 экз.

 

Ключевые слова.

 

- Термодинамическая  система, идеальный газ, уравнение состояния, изопроцессы, законы Бойля-Мариотта, Гей-Люсака, Шарля.

ПЛАН  УРОКА

№ п\п Этап урока Приемы и методы Время, мин.
1 Организационный момент Беседа. Словесный метод 3 мин.
2 Актуализация знаний Контроль знаний. Словесный метод. Фронтальный опрос.

Проверка домашних задач.

5 мин.
3 Изучение нового материала Демонстрация презентации. Объяснение. 20 мин.
4 Закрепление материала и обобщение знаний Словесный метод. Тестовые задания. Решение кроссворда. 15 мин.
5 Домашнее задание Составление опорного конспекта 2 мин.

 

 

ХОД  УРОКА

 

Этапа

Деятельность учителя

Деятельность

обучающихся

1.

Организационный момент.

Приветствие обучающихся. Проверка присутствующих и отсутствующих на уроке. Озвучивание темы урока (предварительно написанные на доске число и тема урока).

Дежурные отвечают на вопросы учителя.

2.

Контроль знаний. Преподаватель повторяет с обучающимися материал прошлых занятий и задает вопросы появляющиеся на слайде:

- Модель идеального газа.

- Какими макро параметрами характеризуется состояние идеального газа?

- Основное уравнение Молекулярно Кинетической Теории .

- Абсолютная температура [4]

Отвечают на поставленные вопросы.

3.

Актуализация знаний.

Слушают историческую справку.

Газовые законы сегодня легко можно вывести из уравнения состояния идеального газа. Но исторически этого уравнения еще не существовало. Поэтому газовые законы первоначально были получены экспериментальным путем, часто даже ученые не придавали значения полученным результатам. А только лишь спустя некоторое время, по мере формирования науки о тепловых явлениях, приходило понимание фундаментальности полученных взаимосвязей.

 

Слушают преподавателя.

4.

Объяснение нового материала.

Записать в тетрадях основное уравнение МКТ, понятие концентрации, числа частиц через постоянную Авогадро и количество вещества. Слушают и записывают с экрана понятие универсальной газовой постоянной R и вывод уравнения Менделеева- Клапейрона (Уравнение состояния идеального газа). Записывают уравнение в форме уравнения Клапейрона.

Запись в тетрадях определение газовых законов. Подчеркнуть постоянство массы газа.(кадр на экране)

Газовые законы написаны для изо процессов.

Обратимся к итемологии:

(пишет на доске

От греч. Isos- равный,   Лат.processus – движение.

Итак, процессы протекающие в идеальном газе постоянной массы при неизменном значении одного из параметров, называются изопрцессами. (кадр на экране).

Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называются газовыми законами.

Закон Бойля-Мариотта.(следующий кадр на экране)

Из истории открытия закона.

Закон был экспериментально открыт дважды: в 1661г.

Бойлем и в 1676г. Мариоттом.

Записывают формулировку закона. Дают определена изо-

термического процесса. Рисуют с экрана графики. Вопрос учащимся:

как называется график обратно пропорциональной зависимости?

Преподаватель приводит пример применения закона.

Этот закон мы можем проверить экспериментально в лабораторных условиях. Проводит опыты с сильфоном. Строит на доске экспериментальную таблицу и проводит гиперболу. (с учетом погрешностей приборов)

Интересна история открытия этого закона. (кадр презентации)

Приводит пример применения закона. Спрашивает есть ли вопросы.

Закон Гей-Люссака. 1802г.(следующий кадр)

Дает под запись с экрана определение изобарного процесса и выводит закон. Обращает внимание учащихся на пунктир вблизи абсолютного нуля температур.

Вопрос учащимся: как называется график прямопропорциональной зависимости величин?

На слайдах строет график в координатах VT, PV, PT. Сравнивает две зависимости при разных давлениях. Спрашивает у учащихся какое давление больше.

Закон Шарля. 1787г.

Интересна история открытия этого закона. (кадр презентации)

Дает определение изохорного  процесса (следующий кадр). Выводит закон.

Рисует на экране график процесса, графики для двух разных изохор. Спрашивает объем какого состояния больше.

 

Слушают, запоминают, записывают с всплывающих кадров экрана и отвечают на поставленные преподавателем  вопросы по теме.

5.

Закрепление материала и обобщение знаний. Практикум.

Показ слайдов (анимации) с вопросами, систематизирующими полученные знания учащихся.

Задача1. В результате изотермического процесса объем идеального газа в сосуде с давлением 1 атм., увеличился вдвое. Как изменилось давление?

Задача2. В сосуде находится идеальный газ объемом 1м

при температуре 150 К. В результате изобарного расширения объем газа уменьшился вдвое. Как изменилось при этом  температура?

Задача3.Всосуде под давлением 1атм. Находится идеальный газ при 300К. Каково будет давление газа, если температуру понизить до150К?

4. Решение заданий из авторского cборника: ТЕСТ№7. Термодинамика идеального газа [2]

1. решение заданий серии А1, по вариантам (I,II,III) № 4 в рабочих тетрадях.

2. Подробный разбор задачи В3 №1 варианта 3.

3.Ответ на вопрос задачи В2 №2 варианта 2.

 

Решение задач в рабочих тетрадях.

Ответы на вопросы.

6.

Домашнее задние.

1. Преподаватель объясняет каким образом системати-зировать учебный материал, составить и оформить опорный конспект.

2. [1], § 70-71, Упр 13 (1,30

3. Кроссворд на изопроцессы.

Запись в тетрадях  №  задания.

7.

На следующем уроке – решение и разбор типовых задач на процессы в идеальном газе (в т.ч. адиабатном), понятие реальных газов (изотерма реального газа).

Благодарю за внимание.

 

 

 

 

Литература

1.Мякишев Г.Я., Б.Б.Буховцев. Физика: Учеб. для 11кл.- М. Просвещение, 2012.

2. Монова Н.Д. Физика. Сборник тестовых заданий для подготовки к Единому  государственному экзамену: пособие для учащ. Общеобр. Шк./ Н.Д.Монова.- СПб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2010.-90 с.,500экз.

3.M-D-Monova.ru/Презентация_ Изопроцессы_идеального_газа .ppt

4.M-D-Monova.ru/Монова Н.Д., Методология моделирования квантово-механических процессов. ФГБОУ ВПО Российский Государственный Педагогический Университет

им. А.И.Герцена.

 

 

IMG_3928 IMG_3924 IMG_3929 IMG_3930

Газовые законы. Урок