Приключения в Школе приведений

Цели урока:
1. Закрепление знаний об идеальном газе, изопроцессах.
2. Формирование умений решения задач на применение уравнения состояния идеального газа и построение графиков изопроцессов.
3. Прививать интерес к решению задач по физике.

Газовые законы
Учебная презентация для 10 класса

Проверка
P
давление
V
объем
T
температура

Макроскопические параметры
Параметры, характеризующие состояние газа без учета его молекулярного строения, называются макроскопическими.
? Назовите эти параметры.

Изопроцессы
Процессы, протекающие в термодинамической системе при одном неизменном макроскопическом параметре когда два других изменяются, называются изопроцессами.
Вопрос: какие параметры называются макроскопическими?
Нажми
для проверки

Доказательство
Из уравнения Менделеева – Клапейрона для двух состояний одной массы газа следует:
P1V1 = m RT
M
P2V2 = m RT
M
Равенство левых и правых частей уравнения

Изотермический процесс
Процесс, протекающий в термодинамической системе при постоянной температуре, называется изотермическим.
T = const
Зависимость объема от давления при постоянной температуре называется законом Бойля-Мариотта.
PV = const
P1 = V2
P2 V1

Изотерма в координатах P;T, V;T
P
T
O
T
V
O

График изотермического процесса
Изотерма
Задание:
построить изотерму в координатах
V;T, P;T
V
P
Нажми
для проверки

Изохорный процесс
Процесс, протекающий в термодинамической системе при постоянном объеме, называется изохорным.
V = const
Зависимость давления термодинамической системы от температуры при постоянном объеме, называется законом Шарля.
P1 = T1
P2 T2

Изохора в координатах P,V;V,T
О
T
V
O
O
O

График изохорного процесса
P
O
T
изохора
Задание:
построить изохору в координатах P,V; V,T
Нажми
для проверки

Изобарный процесс
Процесс, протекающий в термодинамической системе при постоянном давлении, называется изобарным.
Р = const
Зависимость объема термодинамической системы от температуры при постоянном давлении, называется законом Гей-Люссака
V1 = T1
V2 T2

Изобара в координатах P,T; P,V
P
T
O
P
O
V

График изобарного процесса
T
V
O
изобара
Задание:
Построить изобару в координатах Р,Т; Р,V
Нажми для
проверки

Подведем итог:
P1 = V2 T = const, закон Бойля- Мариотта
P2 V1
P1 = T1 V = const, закон Шарля
P2 =T2
V1 = T1 Р = const, закон Гей-Люссака
V2 T2

Определите, какие процессы изображены на графике

Графическое представление газовых процессов
Базовый уровень
10 класс

Графики газовых процессов изображают в координатах p,V; p,T; V,T.
Перед построением графика следует получить аналитическое выражение функции процесса из уравнения Менделеева-Клапейрона или уравнений газовых законов.
Введение

Задача
На рисунке в координатах V,T представлен график цикла газа некоторой массы(1 -4). Изобразите этот цикл в координатах p,V; p,T
V
T
1
4
3
2
0

Решение:1шаг: анализ участков цикла.
2 шаг: построение графиков.
V
T
V
T
Р
Р
0
0
0
1
2
3
4
1-2
P=увел
V=const
T=увел
З-н Шарля
2-3
P=умен.
T=const
V=увел.
З-н Бойля-Мариотта
3-4
P=умен
V=const
T=умен.
З-н Шарля
4-1
P=const
V=умен
T=умен
З-н Гей-Люссака
1
2
3
4
1
2
3
4

Участок 1-2
Перевод газа из состояния 1 в состояние 2 совершается при увеличении температуры и давления при постоянном объеме, этот участок отображает изохорное нагревание газа.
Построим это участок в координатах p,V; p,T.

Участок 2-3
Перевод газа из состояния 2 в состояние 3 совершается при постоянной температуре и если давление уменьшается, то объем растет, этот участок отображает изотермическое расширение газа.
Построим это участок в координатах p,V; p,T.

Участок 3-4
Перевод газа из состояния 3 в состояние 4 совершается при уменьшении температуры и давления при постоянном объеме, этот участок отображает изохорное охлаждение газа.
Построим это участок в координатах p,V; p,T.

Участок 4-1
Перевод газа из состояния 4 в состояние 1 совершается при уменьшении температуры и объема при постоянном давлении, этот участок отображает изобарное сжатие газа.
Построим это участок в координатах p,V; p,T.

Ученики школы Привидений:
Каспер – водород,
Микки – воздух,
Олес – углекислый газ,
Лулу – идеальный газ,
Лоло – гелий,
Лили – аргон,
Марго и Янек – просто газы,
Ольгерд – азот,
Рышард – инертный газ.

Задача 1
Каспер решил отдохнуть и залез в банку объемом 20 л. Найдите давление Каспера,
если его масса 4 г
и температура 270С.

СИ:
m= 4·10 -3 кг
V= 2 ·10 -2 м3
T= 300 К
M= 2·10 -3 кг/моль
р - ?
Решение:
Ответ:

Задача 2
Лулу, идеальную во всех отношениях, в темном коридоре подкараулили завидующие её фигуре Лоло и Лили. После того как Лулу как следует разозлили, её абсолютная температура увеличилась в 2 раза, а давление подскочило на 25 %. Нанесло ли все это урон фигуре Лулу и во сколько раз изменился её объем?

Дано:
Т1= Т
Т2= 2Т
р1= р
Р2= 1,25р
Решение:

Решение:

Задачи
Задача Ивлевой Юли
Задача о Марго
Задача про трубку с ртутью
Задача о Янеке
Задача

Проверь свои знания по теме
«Уравнение состояния идеального газа»
Тренировочный тест

1.Назови макроскопические параметры:
Масса, давление, объем, температура
давление, объем, температура

К макроскопическим параметрам идеального газа относятся: давление, объем и температура!
P, V, T

2.Из предложенных формул выбери уравнение состояния идеального газа
P = 1/3 mov2n
PV = m/MRT
P = 2/3nE
PV = 3/2kT

Неправильно!
Повтори теорию!

Молодец!
Переходи к следующему вопросу

Неправильно!
Повтори теорию!

Уравнением состояния идеального газа называется зависимость между макроскопическими параметрами: давлением, объемом и температурой!
pv = m/MRT

Молодец!
Переходи к следующему вопросу

3.Масса газа равна:
m = RT/pvM
m = pvM/RT
m = vM/pRT
m = pRT/vM

Молодец!
Переходи к следующему вопросу

Неправильно!
Повтори теорию!

Чтобы выразить неизвестную величину из уравнения Менделеева – Клапейрона, умножь левую и правую часть уравнения на знаменатель (М), получишь: рvM = mRT, найди неизвестный множитель, разделив произведение на известные множители.
pv = m/MRT

4.Универсальная газовая постоянная равна:
6,022 *10 23 моль-1
1,38 * 10 – 23Дж/К
8,31 Дж/ (моль*К)

Неправильно!
Повтори теорию!

Молодец!
Переходи к следующему вопросу

Универсальной газовой постоянной называется произведение числа Авогадро и постоянной Больцмана: 6,02 * 1023 * 1,38 * 10 -23
k NA = R

5.Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называется…
изобарный
изохорный
изотермический

Согласно уравнению состояния газа в любом состоянии с неизменной температурой произведение давления газа на его объем остается постоянным. Процесс изотермический.
T = const
Закон Бойля-Мариотта
pv = const

Молодец!
Переходи к следующему вопросу

Неправильно!
Повтори теорию!

6.Газовый закон для изобарного процесса – это…
PV = const
v/T = const
p/T = const

Неправильно!
Повтори теорию!

Молодец!
Переходи к следующему вопросу

Для данной массы газа отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется.
v/T = const
Закон Гей-Люссака.
P = const

7.Газовый закон Шарля устанавливает зависимость между:
Давлением и
объемом
Между давлением и
температурой
Объемом и температурой

Повтори теорию!
Неправильно!

Поздравляю!
Переходи к следующему вопросу

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным.
Газовый закон Шарля.
V = const.
p/T = const

8.Графиком изотермического процесса в координатах PV является:
P
P
V
V

Поздравляю!
Переходи к следующему вопросу

Неправильно!
Повтори теорию!

Зависимость между давлением и объемом в изотермическом процессе обратно пропорциональная. Графиком в координатах PV является изотерма – гипербола.

9.Графиком изобарного процесса в координатах PV является:
P
V
P
V

Поздравляю!
Переходи к следующему вопросу

Неправильно!
Повтори теорию!

Если процесс изобарный давление постоянно, в координатах PV график прямая линия параллельная оси объема.

10.Графиком изохорного процесса в координатах VT является:
V
V
T
T

Поздравляю!
Переходи к следующему вопросу

Неправильно!
Повтори теорию!

Если процесс изохорный объем постоянный, в координатах VT график - прямая линия параллельная оси температуры.

Реши задачу:
Найди давление газа бутана (С4Н8) в баллоне для портативных
газовых плит объемом 0,5 л и массой 250г
при температуре 20 0С
21,7 МПа
12кПа

Поздравляю!
Переходи к следующей задаче

Неправильно!
Посмотри решение

Решение:
Переведи единицы измерения объема, массы, температуры в СИ.
Найди молярную массу бутана:
M=(4*12 + 1*8) * 10-3 = 56 10-3
кг/моль
Из уравнения М-К вырази давление: p = mRT / VM, выполни вычисления.

Реши задачу:
Изобрази изобару в координатах VT и PT
V
T
P
T
V
T
P
T

Поздравляю!
Переходи к контрольному тесту