Газовые законы. Решение задач
Методическая разработка урока по физике в 10 классе по теме: «Газовые законы. Решение задач на изопроцессы»
Продолжительность урока – 90 минут(2- урока)
Цели урока:
Учебные:
- уметь выводить газовые законы, понимать, читать и строить графики изопроцессов;
- способствовать выработке умений применять полученные знания при работе с графиками;
- формировать умение применять полученные знания на практике;
Развивающие:
- развивать аналитические и практические умения учащихся;
- развивать навыки самостоятельной и исследовательской работы, анализа своей работы, взаимоконтроля, развивать устную речь, с целью развития познавательного интереса учащихся;
Воспитательные:
- воспитывать умение высказывать свою точку зрения, слушать других, принимать участие в диалоге;
- формировать способности к позитивному сотрудничеству;
- формирование мировоззренческих понятий о познаваемости мира, для воспитания чувства само- и взаимоуважения при работе в парах, группах.
Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.
Формы организации познавательной деятельности:
фронтальная;
парная;
индивидуальная
Техническое обеспечение урока: мультимедийный проектор, компьютер, интерактивная доска, презентация «Газовые законы», карточки-задания, листы самооценки.ХОД УРОКА
1. Организационный момент. (2 мин)
2. Проверка домашнего задания (20 мин)
Учитель (блиц-опрос):
- Какова тема прошлого урока?
- Как выглядит уравнение Менделеева – Клапейрона?
- Для чего нужно это уравнение состояния для идеального газа?
Для проверки усвоения навыков решения задач на уравнение состояния идеального газа выполним самостоятельную работу. На столах лежат карточки – задания. Работаем с карточкой номер 1 по вариантам. Ваша задача – заполнить таблицу (приложение 1).
2 человека по вариантам выполняют тоже задание на полузакрытых досках. (слайд 1)
№ варианта m, кг М, кг/моль р, Па V, м3 Т, К
I 3,2·10-2 1,5·106 0,83 300
II 2,4 4·10-2 0,4 200
I 0,3 2,8·10-2 8,3·105 280
II 0,16 4·10-3 6·104 0,83 Учитель: Для проверки работы нам нужны критерии ее оценивания, давайте вместе сформулируем критерии – за что можно поставить оценку (учащиеся предлагают свои критерии).
На обратной стороне карточки записаны критерии оценивания работы. Посмотрите внимательно – совпадают ли наши критерии с теми, что предложены на листах? Обменяйтесь работами.
Проверяем задания, выполненные на доске, и сверяем их с ответами в ваших карточках. Ученики, работающие у доски, вносят свои ответы в таблицу на интерактивной доске.
№ варианта m, кг М, кг/моль р, Па V, м3 Т, К
I 15,98 3,2·10-2 1,5·106 0,83 300
II 2,4 4·10-2 249·103 0,4 200
I 0,3 2,8·10-2 8,3·105 0,03 280
II 0,16 4·10-3 6·104 0,83 150
Методом взаимоконтроля проверьте правильность выполнения задания и выставьте оценку. Передаем карточку с последних парт на первые.
3. Актуализация знаний. (3 мин):
Уравнение состояния идеального газа или связывает 3 макроскопических параметра, каких? (слайд 2)
Количественная зависимость между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего называют газовыми законами.
- Как вы считаете, сколько их и какие это могут быть уравнения – законы?
- Озвучьте тему нашего урока (слайд 3) и сформулируйте его цель (спросить несколько человек и обобщить цель урока).
4. Изучение нового материала (15 мин.):
Учитель: Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров называют изопроцессами (от греческого слова «изос» - равный). Изопроцесс – это идеализированная модель реального процесса, которая только приближенно отражает действительность.
- Сколько параметров связывает между собой уравнение состояния?
- Сколько изопроцессов мы должны изучить?
Для групповой работы класс делится на три группы (три ряда). Работая с учебником (§ 69 на стр. 186), каждая группа изучает изопроцесс по следующему плану исследования: (слайд 4)
1) определение изопроцесса;
2) формула закона, название закона;
3) историческая справка;
4) графическое изображение процесса;
5) название графика.
Итак, рассмотрим с вами три изопроцесса. Каких?
Каждая группа у доски представляет свой закон согласно плану. Одна группа выступает, другие две группы записывают в тетрадь.
1 группа. I. Изотермический процесс ( слайд)
Процесс изменения состояния системы макроскопических тел (термодинамической системы) при постоянной температуре называют изотермическим («изос» - равный; «термос» - теплый)
; Т = const , рV = const
Историческая справка: этот закон экспериментально был открыт в 1662 г английским ученым Р.Бойлем и независимо от него несколько позже в 1676 г французским физиком Э.Мариоттом.
Поэтому оно носит название закона Бойля – Мариотта.
Зависимость давления газа от объема при постоянной температуре графически изображают кривой, которую называют изотермой.
2191385102235
Учитель: Этот изотермический процесс можно изобразить и в других координатных осях. Изобразим изотерму в координатах рТ и VТ.
3267075514359137653810
2 группа. II. Изобарный процесс (слайд 6)
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным (греч. сл. «барос» - тяжелый, вес)
; р = соnst ,
Историческая справка: этот закон был установлен экспериментально в 1802 г. французским физиком Ж. Гей-Люссаком и носит название закона Гей-Люссака.
Графическая зависимость объема от температуры изображается прямой линией – изобарой. При очень низких температурах закон Гей-Люссака не выполняется, поэтому сплошная линия на графике заменена пунктиром.
2148840127635
Учитель: Изобразим изобару в координатах рТ и рТ.
33242259842591376574295
3 группа. III. Изохорный процесс (слайд 7)
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным (греч. сл. «хорема» - вместимость).
, V = соnst ,
Историческая справка: этот газовый закон был установлен в 1787 г французским физиком Ж. Шарлем и носит название закона Шарля.
2077720409575Графическая зависимость давления от температуры изображается прямой линией – изохорой.
Учитель: Изобразим изохору в координатах VТ и рV.
3324225158115807085158115
5. Закрепление пройденной темы ( 40 мин)
Учитель: Для проверки усвоения этого теоретического материала, я предлагаю провести небольшой проверочный тест. Можно воспользоваться своими конспектами. (тест выводится на экран, с последующей проверкой)
Тест (слайд 8)
1. Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. Это закон …
А. Шарля
В. Гей-Люссака
С. Бойля-Мариотта
2. Какой из приведенных ниже графиков соответствует изобарному расширению? (А)
80708561595
3. Какие три процесса представлены на диаграммах рисунка?
961390-55245
А. изохорный, изотермический, изобарный
В. изобарный, изохорный, изотермический
С. изохорный, изобарный, изотермический
Учитель: Итак, мы с вами изучили газовые законы. Какие это законы? А какова цель нашего урока? (спросить 2-3 чел.)
Наша задача – научиться представлять изопроцессы в различных координатах. Например, такой процесс:
157861046355
Учитель: Рассмотрим способы решения задач на построение графиков изопроцессов в осях рV, рT, VT, если представлен один из графиков.
Важно запомнить, что для постоянной массы газа:
Температура выше на той изотерме, график которой лежит выше в координатах рVДавление больше на той изобаре, график которой лежит ниже в координатах VT
Объем больше на той изохоре, график которой лежит ниже в координатах рТ403225645795Вывод: для выяснения характера изменения параметра необходимо проводить соответствующие ему графики изопроцессов (изотермы, изобары, изохоры)
Задание 1. Увеличивается или уменьшается давление газа в ходе процесса 1-2? (слайд 10)
Решение
Проведем изобары через точки 1 и 2.
В ходе процесса осуществляется переход с изобары, лежащей выше, на изобару, лежащую 355600-43815ниже, следовательно, давление газа в ходе процесса 1 – 2 увеличивается.
Задание 2. Представьте процесс в координатах pT , VT. (слайд 11)
Решение
260350368301) записываем уравнение состояния газа
2) анализируем
1-2: V ↑; T ↑; смотрим на формулу; значит p=const.
2-3: V ↓, Т=const, значит, p↑.
3-1: V=const, T ↓, значит, p ↓.
Начинаем построение точки таким образом, чтобы от нее можно было «идти» свободно в любом направлении. Смотрим подсказки (в анализе).
86614081915
Учитель: На столах у вас лежит карточка номер 2. Каждому варианту предлагается самостоятельно решить задачу на построение графиков изопроцессов. Можно воспользоваться вашими конспектами. (приложение 2)
Учитель: Время на выполнение работы закончено. Подпишите свои работы.
6. Подведение итогов. Рефлексия. (7 мин)
Учитель: Подведем итоги нашего урока (блиц-опрос).
- Какова тема сегодняшнего занятия?
- Вы все успешно справились с поставленной целью? Какой?
- Что вызвало у вас затруднение? Что не получилось?
А сейчас каждый из вас оценит свою деятельность на протяжении всего нашего занятия. На обратной стороне вашей карты № 2 изображена карта самооценки, на которой вы должны сделать пометки напротив каждого этапа, затем по ним вычертить график.
7. Домашнее задание. (3 мин)
Ваши карты-задания сдайте на проверку, каждому будут выставлены оценки и озвучены на следующем уроке.
Наше занятие закончилось. Ваше домашнее задание будет следующим:
§ 69, сборник задач Рымкевича № 544. Для желающих: с помощью диаграмм изобразить какую-нибудь фигуру. (слайд 12)
Спасибо за работу и всех благодарю за сотрудничество. До свидания.
Список использованной литературы:
Физика. 10 класс: учеб.для общеобразват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г.Я. мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. В.И. Николаева, Н.А. Парфентьевой. – 20-е изд. – М.: Просвещение, 2011.
Физика. 10 класс. Тесты: в 2 ч. / Ю.Н. Сычев. Саратов: Лицей, 2012.
Физика. 10 класс. Поурочные планы. / сост. Г.В. Маркина. – издательство «Учитель», Волгоград, 2000 (стр. 21)
Универсальные поурочные разработки по физике: 10 класс. / В.А. Волков. – М.: ВАКО, 2007 (стр. 217)
Задачи по физике для профильной школы с примерами решений. 10-11 классы. / Л.А. Кирик, Л.Э. Генденштейн, И.М. Гельфгат; под ред. В.А. Орлова. – М.: ИЛЕКСА, 2008 (задача № 17.39 стр. 130, 134)
КАРТОЧКА № 1
1 вариант
1. Запишите формулу Менделеева – Клапейрона
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. Запишите формулу для вычисления массы газа m:…………..……...
………………………………………………………………………………
3. Запишите формулу для вычисления объема газа V:……………….
………………………………………………………………………………
4. Заполните таблицу:
m, кг М, кг/моль р, Па V, м3 Т, К
3,2·10-2 1,5·106 0,83 300
0,3 2,8·10-2 8,3·105 280
5. Вычисления
Оценка ____________
Проверил __________________
Приложение 1
КАРТОЧКА № 1
2 вариант
1. Запишите формулу Менделеева – Клапейрона
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. Запишите формулу для вычисления давления газа р:.…………….
………………………………………………………………………………
3. Запишите формулу для вычисления температуры газа Т: ………
………………………………………………………………………………
4. Заполните таблицу:
m, кг М, кг/моль р, Па V, м3 Т, К
2,4 4·10-2 0,4 200
0,16 4·10-3 6·104 0,83 5. Вычисления
Оценка _____________
Проверил ____________________
Критерии оценивания работы
Правильно записана формула
Правильно выражена искомая величина
Получен правильный ответ
Критерии оценивания работы
Правильно записана формула
Правильно выражена искомая величина
Получен правильный ответ
Ф.И. ________________________
КАРТОЧКА № 2
1. Важно запомнить, что для постоянной массы газа:
Температура выше на той изотерме, график которой лежит выше в координатах рVДавление больше на той изобаре, график которой лежит ниже в координатах VT
Объем больше на той изохоре, график которой лежит ниже в координатах рТ2. Вычертите представленную диаграмму в координатах рТ, рV1
2
3
4
T
V
……………………………………….
1-2: …………………………………………………………………………
2-3: ……………………………………………………...............................
3-4: …………………………………………………………………………
4-1: …………………………………………………………………………
Т
рV
p
Оценка _____________
Ф.И. ________________________ Приложение 2
КАРТОЧКА № 2
1. Важно запомнить, что для постоянной массы газа:
Температура выше на той изотерме, график которой лежит выше в координатах рVДавление больше на той изобаре, график которой лежит ниже в координатах VT
Объем больше на той изохоре, график которой лежит ниже в координатах рТ1358902635252. Вычертите представленную диаграмму в координатах рТ, VТ
…………………………………………….
1-2: …………………………………………………………………………
2-3: ……………………………………………………................................
3-4: …………………………………………………………………………
4-1: …………………………………………………………………………
Т
рT
V
Оценка _____________
ЛИСТ САМООЦЕНКИ
учащегося (-йся)_______________________________________
Могу научить
своего товарища
Владею
свободно
Испытываю
затруднения
знание газовые построение
уравнения законы графиков
Менделеева-Клапейрона