«Газовые законы» Урок физики в 10 классе Учитель: Добродумова Н.П.

«Газовые законы»
Урок физики в 10 классе
Учитель: Добродумова Н.П.
1.Какие макропараметры характеризуют состояние
газа?
2. Какой физический закон устанавливает
зависимость между тремя макроскопическими
параметрами — Р, V, T идеального газа?
3.Чем отличается уравнение состояния идеального
газа от уравнения Менделеева - Клапейрона? Какое
из них полнее по содержанию? Почему?
4.Каким уравнением удобно воспользоваться для
установления
количественной зависимости между параметрами
одного и того же состояния газа при
фиксированном третьем?
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
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
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
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
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
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 р2
=
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
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
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
Расположите номера процессов в соответствующие колонки таблицы
V
р
1
T
V
7
р
2
V
8
T
р
р
р
V
14
р
изохорное
11
T
р
6
T
р
V
12
T
V
17
18
T
T
V
изотермическое
р
V
р
16
T
T
V
р
10
T:
15
5
T
V
9
V
4
T
V
13
р
3
изобарное
нагревание
охлаждение
расширение
сжатие
нагревание
охлаждение
13, 14, 15
3, 5, 8
4, 6, 7
11, 12, 18
1, 2, 9
10, 16, 17
• В сосуде находится некоторое количество
идеального газа. Как изменится температура
газа, если он перейдет из состояния 1 в
состояние 2 ?
1 балл
0 баллов
1 Т2 = 4 Т1
V
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
3
адиабатный 2
изохорный 4
изотермический
изобарный
р
Т
1
2
3
4
V
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.
• Материалы сайта http://bakhtinairina.narod2.ru/ege_po_fizike/