Материалы урока помогут сформировать знания учащихся о идеальном газе, давлении газа на основе МКТ

«идеальный газ»

Ход урока:

Учащиеся заполняют таблицу»

	Расстоя-ние между части-цами	Взаимодейс-твие частиц	Характер движе-ния частиц	Расположе-ние частиц	Сохранение формы и обьема

Изучение нового материала.

Идеальный газ - простейшая модель реального газа

Р= m 0 nv 2

III .

Если E = m 0 v 2 /2 , то p = nE

Во сколько раз изменится давление одноатомного газа в результате уменьшения его обьема в 3 раза и увеличении средней кинетической энергии его молекул в 2 раза?

Итог урока

Домашнее задание:§ 64,65, упражнение 11 задача 9

Разработка урока

по физике

«Идеальный газ»

Учитель физики МОУСОШ № 53

Калабина Т.Т.

Просмотр содержимого документа
«идеальный газ»

Тема урока: Идеальный газ. Основное положение молекулярно-кинетической теории.

Цель урока: на основе молекулярно-кинетической теории установить количественную зависимость давления газа от массы одной молекулы и среднего квадрата скорости ее движения.

Оборудование: ПК, мультимедийная презентация.

Ход урока:

Проверка знаний учащихся по теме «Строение газообразных, жидких и твердых тел»

Учащиеся заполняют таблицу»

Агрегат-ное состоя-ние вещест-ва	Расстоя-ние между части-цами	Взаимодейс-твие частиц	Характер движе-ния частиц	Расположе-ние частиц	Сохранение формы и обьема

Изучение нового материала.

Р= m 0 nv 2

III . Связь давления со средней кинетической энергией молекул.

Если E = m 0 v 2 /2 , то p = nE

Давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул.

Закрепление пройденного решением задач:

Определить недостающие параметры

«Идеальный газ»

Учитель МОУСОШ № 53

П. Найдорф

Калабина Т.Т

Расстоя-ние между частицами

Взаимодейс-твие частиц

Характер движения частиц

Расположе-ние частиц

Сохранение формы и обьема

• Р=1/3* m 0 nv 2
• Р=1/3* m 0 nv 2

p =

p =

Давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул. p =2/3* nE

Просмотр содержимого презентации
«Идеальный газ»

Идеальный газ. Основное положение молекулярно-кинетической теории.

Учитель МОУСОШ № 53

П. Найдорф

Калабина Т.Т

• на основе молекулярно-кинетической теории установить количественную зависимость давления газа от массы одной молекулы и среднего квадрата скорости ее движения.

Заполните таблицу

Агрегат-ное состоя-ние вещест-ва

Расстоя-ние между частицами

Взаимодейс-твие частиц

Характер движения частиц

Расположе-ние частиц

Сохранение формы и обьема

Хаотичность движения молекул- v x 2 =1/3*v 2

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

• Р=1/3*m 0 nv 2

Связь давления со средней кинетической энергией молекул.

Давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул. p=2/3*nE

Известно, что частицы в газах, в отличие от жидкостей и твердых тел, располагаются друг относительно друга на расстояниях, существенно превышающих их собственные размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше энергии межмолекулярного взаимодействия. Для выяснения наиболее общих свойств, присущих всем газам, используют упрощенную модель реальных газов - идеальный газ. Идеальный газ

Основные отличия идеального газа от реального газа: 1. Размеры молекул малы по сравнению с расстояниями между ними. 2. Молекулы взаимодействуют друг с другом и со стенкой сосуда лишь в моментальных соударениях. 3. Соударения частиц являются абсолютно упругими. 4. Рассматриваются любые газы, в которых число молекул очень велико.

5. Молекулы распределены по всему объему равномерно. 6. Молекулы движутся хаотично,то есть все направления движений равноправны. 7. Скорости молекул могут принимать любые значения. 8. К движению отдельной молекулы применимы законы классической механики.

Реальные разреженные газы действительно ведут себя подобно идеальному газу. Вследствие теплового движения, частицы газа время от времени ударяются о стенки сосуда. При каждом ударе молекулы действуют на стенку сосуда с некоторой силой. Складываясь друг с другом, силы ударов отдельных частиц образуют некоторую силу давления, постоянно действующую на стенку.

Понятно, что чем больше частиц содержится в сосуде, тем чаще они будут ударяться о стенку сосуда, и тем большей будет сила давления, а значит и давление. Чем больше масса частицы, тем больше сила удара. Чем быстрее движутся частицы, тем чаще они ударяются о стенки сосуда.

Сила, с которой молекулы действуют на стенку сосуда, прямо пропорциональна числу молекул, содержащихся в единице объема (это число называется концентрацией молекул и обозначается n), массе молекулы mo, среднему квадрату их скоростей и площади стенки сосуда. Зависимость давления идеального газа от концентрации и от средней кинетической энергии частиц выражается основным уравнением молекулярно- кинетической теории идеального газа.

Итоги Одним из первых и важных успехов МКТ было качественное и количественное объяснение давления газа на стенки сосуда. Качественное объяснение заключается и том, что молекулы газа при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела и передают свои импульсы стенкам сосуда. На основании использования основных положений молекулярно-кинетической теории было получено основное уравнение МКТ идеального газа.

Слайд 1

Цели урока: 1. Иметь представление о идеальном газе, как физической модели. 2. Понимать и перечислять, от каких величин зависит давление газа на стенки сосуда. 3. Написать основное уравнение МКТ. 4. Указывать, как влияют изменения величин, входящих в основное уравнение МКТ, на изменение давления газа.

Слайд 2

Установите соответствие:

1. Молекулы движутся с огромными скоростями. 2. Тела сохраняют форму и объем. 3. Атомы колеблются около положения равновесия. 4.Расстояние между молекулами превышает размер молекул. 5.Молекулы колеблются, перио-дически перескакивая на новое место. 6. Тела сохраняют форму, но не сохраняют объем. А. Твердые тела. Б. Жидкости. В. Газы. Ответы: 1-В 2-А 3-А 4-В 5-Б 6-Б

Слайд 3


ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ Известно, что частицы в газах, в отличие от жидкостей и твердых тел, располагаются друг относительно друга на расстояниях, существенно превышающих их собственные размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше энергии межмолекулярного взаимодействия. Для выяснения наиболее общих свойств, присущих всем газам, используют упрощенную модель реальных газов - идеальный газ

Слайд 4


Идеальный газ (модель) 1. Совокупность большого числа молекул массой m0, размерами молекул пренебрегают (принимают молекулы за материальные точки). 2. Молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга и движутся хаотически. 3. Молекулы взаимодействуют по законам упругих столкновений, силами притяжения между молекулами пренебрегают. 4. Скорости молекул разнообразны, но при определенной температуре средняя скорость молекул остается постоянной. Реальный газ 1. Молекулы реального газа не являются точечными образованиями, диаметры молекул лишь в десятки раз меньше расстояний между молекулами. 2. Молекулы не взаимо- действуют по законам упругих столкновений.

Слайд 5


Слайд 6

Зависимость давления идеального газа от:

Массы молекул Концентрации молекул Скорости движения молекул

Слайд 7


Слайд 8


Слайд 9


Слайд 10


Слайд 11


Основное уравнение МКТ идеального газа. Давление газа [Па] Масса молекулы [кг] Концентрация молекул Скорость движения молекул [м/с]

Слайд 12

Как изменится давление газа на стенки сосуда, если:

масса молекулы увеличится в 3 раза концентрация молекул уменьшится в 4 раза скорость движения молекул увеличится в 2 раза объем увеличится в 5 раз масса молекулы уменьшится в 4 раза, а концентрация увеличится в 2 раза масса молекулы увеличится в 2 раза, а скорость движения молекул увеличится в 3 раза концентрация молекул увеличится в 3 раза, скорость движения молекул уменьшится в 3 раза

Слайд 13

Связь давления со средней кинетической энергией

• Слайд 14
  

  Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы

  Слайд 15
  

  Связь давления с плотностью газа. Плотность газа Концентрация молекул Масса молекулы

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

1-й уровень сложности.

Тип урока: комбинированный.

Общее время урока: 1 час 10 минут.

Организационный момент (число, тема, организационные вопросы).

(t = 2–3 мин.)

(Слайд 1)

УЭ 0. Постановка целей:

Дидактическая цель модуля:

(Слайд 2)

1. Знакомство с теорией достаточно разряженных газов.
2. Доказательство того, что средняя скорость молекул зависит от движения всех частиц.

. Повторение.(t = 10–15 мин.)

УЭ 1. Актуализация знаний

Частная дидактическая цель:

1. Актуализация опорных знаний по темам модуле М1– М4.
2. Выяснение степени усвоения учащимися учебного материала с целью дальнейшей ликвидации пробелов.

Задание 1.

Учащимся Д – типа: Заполните таблицу, указав обозначение (символ) физической величины и ее единицу измерения.

Оценка результата: 1 балл.

Учащимся И – типа: Продумайте логические связи между формулами (ветвями).

Самостоятельно составьте “физическое древо”.

Оценка результата: 1 балл.

Задание 2.

(Слайд 3)

Обобщенный алгоритм решения типовой задачи:

Учащимся И – типа:

Задача № 1.

1. Определите число атомов в 1 м 3 меди. Плотность меди равна 9000 кг/м 3 .
2. Воспользуйтесь обобщенным алгоритмом решения задач такого типа; примените его к решению данной задачи, расписав пошаговые действия, выполненные вами.

Оценка результата: 1 балл.

Учащимся Д – типа:

Задача № 1.

1. Масса серебреной полоски, получающейся во время вращения цилиндра при проведении физического опыта, равна 0,2 г. Найдите, какое число атомов серебра содержится в ней.
2. Распишите пошаговые действия, выполненные вами для решения задачи. Сравните выделенные вами шаги с действиями обобщенного алгоритма решения задач такого типа.

Оценка результата: 1 балл.

3-й этап. Основной. Изложение учебного материала.

(t = 30–35 мин.)

УЭ 2. Физическая модель газа – идеальный газ.

(Слайд 4)

Частная дидактическая цель:

1. Сформулировать понятие “ идеальный газ”.
2. Формирование научного мировоззрения.

Объяснения учителя

(ИТ, ИЭ,ИД, ДТ,ДЭ,ДД)

Часть 1. При изучении явлений в природе и технической практике невозможно учесть все факторы, влияющие на ход того или иного явления. Однако, из опыта всегда можно установить важнейшие из них. Тогда всеми другими факторами, не имеющими решающего влияния, можно пренебречь. На этой основе создается идеализированное (упрощенное ) представление о таком явлении. Созданная на этой основе модель помогает изучить реально происходящие процессы и предвидеть их ход в различных случаях. Рассмотрим одно из таких идеализированных понятий.

(Слайд 5)

Ф. О. – Назовите свойства газов.
– Объясните эти свойства на основе МКТ.
– Как обозначается давление? Единицы измерения в СИ?

Физические свойства газа определяются хаотическим движением его молекул, а взаимодействие молекул существенного влияния на его свойства не оказывает, причем взаимодействие имеет характер столкновения, а притяжением молекул можно пренебречь. Большую часть времени молекулы газа движутся как свободные частицы.

(Слайд 6)

Это позволяет ввести понятие идеального газа, в котором:

1. силы притяжения полностью отсутствуют;
2. взаимодействие между молекулами не учитывается совсем;
3. молекулы считаются свободными.

Задание 1.

Карточки с заданием каждому учащемуся И, Д – типа.

Учащиеся И– типа:

1. Изучив внимательно §63 стр. 153, найдите в тексте определение идеального газа. Заучите его. (1 балл.)
2. Постарайтесь ответить на вопрос: “ Почему кинетическая энергия разряженного газа много больше потенциальной энергии взаимодействия?” (1 балл.)

Учащиеся Д– типа:

1. Найдите в тексте § 63 стр.15 определение идеального газа. Заучите его. (1 балл.)
2. Запишите формулировку в тетрадь. (1 балл.)
3. Используя таблицу Менделеева, назовите газы, которые больше всего подходят к понятию “идеальный газ”. (1 балл.)

УЭ3. Давление газа в МКТ.

Частная дидактическая цель:

1. Доказать, что несмотря на изменение давления, р 0 ≈ const.

1. Что оказывают молекулы газа на стенки сосуда во время своего движения?
2. Когда давление газа будет больше?
3. Какова сила удара одной молекулы? Может ли зафиксировать манометр силу удара одной молекулы? Почему?
4. Сделайте вывод, почему же среднее значение давления р 0 остается определенной величиной.

Молекулы газа, ударяясь о стенку сосуда, оказывают на нее давление. Величина этого давления тем больше, чем больше средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа и их число в единице объема.

Задание 1.

Карточки с заданием каждому учащемуся И, Д – типа.

Учащиеся И, Д – типа:

Сделайте вывод: Почему среднее значение давления газа р 0 в закрытом сосуде практически остается неизменным?

Оценка результата: 1 балл.

Объяснения учителя (ИТ, ИЭ,ИД, ДТ,ДЭ,ДД):

Возникновение давления газа можно пояснить с помощью простой механической модели.

(Слайд 8)

УЭ 4. Средние значения модуля скоростей отдельных молекул.

(Слайд 9)

Частная дидактическая цель:

Ввести понятие “среднее значение скорости”, “ среднее значение квадрата скорости”.

Задание 1.

Карточки с заданием каждому учащемуся И, Д – типа.

Учащиеся И – типа:

Внимательно прочтите § 64 стр.154–156.

1. Найдите в тексте ответы на вопросы:
   
   
   
2. Запишите ответы в тетрадь.

Учащиеся Д – типа:

Изучите § 64 стр.154–156. (1 балл.)

1. Ответьте на вопросы:
   1.1.От чего зависит средняя скорость движения всех частиц?
   1.2. Как обозначается среднее значение квадрата скорости?
   1.3. Формула среднего квадрата проекции скорости.
2. Запишите ответы в тетрадь.

Обобщение учителя (ИТ, ИЭ,ИД, ДТ,ДЭ,ДД):

(Слайд 10, 11)

Скорости молекул беспорядочно меняются, но средний квадрат скорости вполне определенная величина. Точно так же рост учеников в классе неодинаков, но его среднее значение – определенная величина.

Задание 2.

Карточки с заданием каждому учащемуся И, Д – типа.

Учащиеся И – типа:

Учащиеся Д – типа:

Задача № 2. При проведении опыта Штерна полоска серебра получается несколько размытой, так как при данной температуре скорости атомов неодинаковы. По данным определения толщины слоя серебра в различных местах полоски можно рассчитать доли атомов со скоростями, лежащими в том или ином интервале скоростей, от общего их числа. В результате измерений была получена следующая таблица:

4-й этап. Контроль знаний, умений учащихся.

(t = 8–10мин.)

УЭ5. Выходной контроль.

Частная дидактическая цель: Проверить усвоение учебных элементов; оценить свои знания.

Карточки с заданием каждому учащемуся И, Д – типа.

Задание 1.

Учащиеся И, Д – типа

Разберите, какие из перечисленных ниже свойств реальных газов не учитываются, а какие учитываются в модели идеального газа.

1. В разряженном газе объем, который занимали бы молекулы газа при их плотной “упаковке” (собственный объем), ничтожно мал по сравнению со всем объемом занимаемым газом. Поэтому собственный объем молекул в модели идеального газа..
2. В сосуде, содержащем большое число молекул, движение молекул можно считать совершенно хаотическим. Этот факт в модели идеального газа….
3. Молекулы идеального газа находятся в среднем на таких расстояниях друг от друга, при которых силы сцепления между молекулами очень малы. Эти силы в моли идеального газа ….
4. Соударения молекул друг с другом можно считать абсолютно упругими. Это свойства в модели идеального газа ….
5. Движение молекул газа подчиняются законам механики Ньютона. Этот факт в модели идеального газа ….
   А) не учитывается (ются)
   Б) учитывается (ются)

Задание 2.

– К каждому из выражений для скоростей молекул (1–3) приводятся объяснения (А–В). Найдите их.

А) Согласно правилу сложения векторов и теореме Пифагора квадрат скорости υ любой молекулы можно записать следующим образом: υ 2 = υ х 2 + υ у 2

Б) направления Ох, Оу и Оz вследствие беспорядочного движения молекул равноправны.

В) при большом числе (N) хаотически движущихся частиц модули скоростей отдельных молекул различны.

Оценка результата: проверьте себя по коду и оцените. За каждый правильный ответ – 1 балл.

5-й этап. Подведение итогов.

(t=5 мин.)

УЭ6. Подведение итогов.

Частная дидактическая цель: Заполнить лист контроля; оценить свои знания.

Лист контроля (ИТ, ИЭ,ИД, ДТ,ДЭ,ДД):

Заполните лист контроля. Подсчитайте баллы за выполнение заданий. Поставьте себе итоговую оценку:

16–18 баллов – “5”;
13–15 баллов – “4”;
9–12 баллов – “зачет”;
меньше 9 баллов – “незачет”.

Сдайте лист контроля учителю.

Учебный элемент	Задания (вопрос)		Итого баллов
	1	2
УЭ1	1	1	2
УЭ2	3		3
УЭ3	1		1
УЭ4	1	3	4
УЭ5	5	3	8
Итого			18
Оценка			….

Дифференцированное домашнее задание:

“Зачет”: Найдите в таблице “Периодической системы элементов Д.И. Менделеева” химические элементы, которые по своим свойствам ближе всего подходят к идеальному газу. Поясните свой выбор.

“Незачет”: § 63–64 .

(Слайд 12).

Интернет-ресурсы:

«Температура воздуха и влажность» - Энергия при конденсации жидкости… Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах. Испарение происходит … 6. В атмосферном воздухе всегда находится определённое количество водяных паров. 8. Испарение - … Определяет абсолютную влажность воздуха по точке росы. 9. Насыщенный пар …

«Молекулы газа» - В. Газы. Ответы: Связь давления с плотностью газа. 2. Понимать и перечислять, от каких величин зависит давление газа на стенки сосуда. 3. Написать основное уравнение МКТ. Идеальный газ в МКТ. 1. Иметь представление о идеальном газе, как физической модели. Массы молекул Концентрации молекул Скорости движения молекул.

«Опыт Штерна» - Задача №2. ШТЕРН Отто (1888-1969), физик. Родился в Германии, с 1933 в США. Задача №1. ПЕРРЕН Жан Батист (1870-1942), французский физик, 10 класс. Цилиндры начинали вращать с постоянной угловой скоростью. История физики в вопросах и задачах. Факультативные занятия по физике. Описал ядро растительной клетки и строение семяпочки.

«Влажность воздуха» - С помощью каких приборов определяют влажность воздуха? МОУ "Кемлянская СОШ" Ичалковского муниципального района Республики Мордовия. Какую роль играет испарение в жизни человека. Абсолютная влажность. Что называют абсолютной влажностью воздуха? Цели урока: Закрепление. Почему зимой оконные стекла потеют, если в комнате много людей?

«Влажность воздуха урок» - Правильны ли показания гигрометра? Таблица «Влажность воздуха». 1.Мотивация познавательной деятельности (1718 год, С.- Петербург. Формируемые умения: 3. Относительная влажность вечером при 16?С равна 55%. Сравнивать; анализировать; делать выводы; работать с приборами, таблицами, калькуляторами. По термометру снимают точку росы, а затем определяют относительную влажность воздуха.

«Воздух» - Значение воздуха. В такой «рубашке» наша планета не перегревается от Солнца. Воздухом дышит всё живое на Земле. Свойства воздуха. Формирование умений представлять полученную информацию в виде графических рисунков. Затем откачал из шара воздух, заткнул отверстие и снова положил на весы. А «вынырнуть» из воздушного океана можно только на космическом корабле.

Всего в теме 19 презентаций