Газовые законы. Урок физики в 10 классе

1.

«Газовые законы»
Урок физики в 10 классе

2.

1.Какие макропараметры характеризуют состояние
газа?

3.

2. Какой физический закон устанавливает
зависимость между тремя макроскопическими
параметрами — Р, V, T идеального газа?

4.

3.Чем отличается уравнение состояния
идеального газа от уравнения Менделеева Клапейрона? Какое из них полнее по
содержанию? Почему?

5.

4.Каким уравнением удобно воспользоваться для
установления
количественной зависимости между параметра
ми одного и того же состояния газа при
фиксированном третьем?

6.

7.

Запишем уравнение состояния pV =
m
RT в виде
M
pV
m
=
R
M
T
Выберем газ с молярной массой М и рассмотрим два его
состояния в закрытом сосуде (m = const)
pV
m
=
R
M
T
p1V1
m
=
R
M
T1
p2V2
m
=
R
M
T2
p1V1
pV
= 2 2
T1
T2
получил Б.Клапейрона
Клапейрон
уравнение
m
pV =
RT
M
получилуравнение
Д.И.Менделеев
Менделеева - Клапейрона
ppV
p2V2
1V1
==const
TT1
T2

8.

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянной
температуре называют ИЗОТЕРМИЧЕСКИМ
pV
= const
T
при Т = const
pV = const
Закон Бойля – Мариотта: для газа данной массы
произведение давления на объем постоянно,
если температура не меняется
Пример: медленное расширение (сжатие)
воздуха под поршнем в сосуде
р1V1 = р2V2
p
2
V р
изотермическое
сжатие
расширение
1
1/2
1/4
1/4 1/2 1
2
V

9.

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
процесс
m = const
закон
графики
изотерми- Бойля ческий Мариотта
изотермы
Т = const р1V1 = р2V2 р
р
V
T1<T2
р2
T2
р1
T1
V
V
T
ВАЖНО: из двух изотерм в координатах pV выше
расположена та, на которой температура больше.
Из графиков видно, что при фиксированном значении V
р1 < р2, что возможно лишь при T1<T2
T

10.

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянном
давлении называют ИЗОБАРНЫМ
pV
= const
T
при р = const
V
= const
T
Закон Гей-Люссака: для газа данной массы
отношение объема к температуре постоянно,
если давление газа не меняется
V1 V2
=
T1 T2
Пример: расширение газа при нагревании в сосуде с подвижным
поршнем при ратм= const
изобарное
изобарное
V
V Т
нагревание
охлаждение
V
3
V
2
V1
T1
T2
T3
T

11.

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
процесс
закон
графики
m = const
изобарный
Гей р = const Люссака
V1
T1
=
изобары
V2
V
T2
V2
p2 < p1
V1
р
р
р2
р1
T
T
V
ВАЖНО: из двух изобар в координатах VТ выше
расположена та, на которой давление меньше.
Из графиков видно, что при фиксированном значении Т
V1 < V2 , что возможно лишь при p1 > p2
T

12.

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянном
объеме называют ИЗОХОРНЫМ
pV
= const
T
при V = const
p
= const
T
Закон Шарля: для газа данной массы
отношение давления к температуре постоянно,
если объем газа не меняется
р1 р 2
=
T1 T2
Пример: нагревание газа в лампочке
накаливания при ее включении V= const
рТ
р
р3
р2
изохорное
изохорное
охлаждение
нагревание
р1
T1
T2
T3
T

13.

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
процесс
m = const
закон
изохорный
V = const
Шарля
p1
T1
=
p2
T2
графики
Изохоры
р
V2 < V1
p2
p1
р
V
V2
V1
T
T
V
ВАЖНО: из двух изохор в координатах pТ выше
расположена та, на которой объем меньше.
Из графиков видно, что при фиксированном значении Т
р1 < р2 , что возможно лишь при V2 < V1 .
T

14.

С помощью уравнения состояния можно исследовать процессы, в
которых масса газа постоянна: m = const
Количественные зависимости между двумя параметрами газа при
неизменном значении третьего параметра называют газовыми
законами.
Процессы, протекающие при неизменном значении одного из
параметров: p, V, T - называют изопроцессами.
процесс
m = const
закон
графики

15.

Расположите номера процессов в соответствующие колонки таблицы
V
р
2
T
V
р
1
V
р
7
р
р
V
13
14
V
изохорное
нагревание
охлаждение
10
р
расширение
сжатие
12
T
V
17
18
T
V
изотермическое
V
V
р
16
T
T
6
11
T
р
15
р
T
р
р
T:
V
5
T
V
9
V
4
T
8
T
р
3
изобарное
нагревание
охлаждение
T

16.

• В сосуде находится некоторое количество
идеального газа. Как изменится температура V
газа, если он перейдет из состояния 1 в
состояние 2 ?
1 балл
0 баллов
1 Т2 = 4 Т1
2
1
2 Т2 = ¼ Т1 3 Т2 = 4/3 Т1 4 Т2 = ¾ Т1
р
• На рисунке показан график зависимости объема V
одноатомного идеального газа от температуры.
Найти отношение давлений газа р2 /р1
1 5
2
2
5
3
2
4
5
2
2
0 баллов
1 балл
V0
1
Т0
• На рисунке представлены графики процессов,
проводимых с постоянной массой идеального
газа . Какой из процессов изображен на
графике 1?
0 баллов
1 балл
0 баллов
1 адиабатный
3 изохорный
2 изотермический
4 изобарный
р
Т
1
2
3
4
V

17.

Использованная литература
• Физика : Учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я.Мякишев,
Б.Б. Буховцев, Н.Н.Сотский. – 12-е изд. – М. : Просвещение, 2009.
• ЕГЭ 2011. Физика. Универсальные материалы для подготовки
учащихся / ФИПИ – М. : Интеллект – Центр. 2011.
• Самое полное издание типовых вариантов ЕГЭ: 2011, 2012 : Физика /
авт. – сост. А.В.Берков, В.А.Грибов. – М.: АСТ: Астрель, 2011, 2012.
• Портреты ученых – страницы свободного доступа сети интернет
• Рекомендации по использованию триггеров в тестовых заданиях даны
Г.Ф.Кузнецовым.