Слайд 2

Цели урока:

изучить газовые законы; научиться объяснять законы с молекулярной точки зрения; изображать графики процессов; продолжить обучение решать графические и аналитические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы.

Слайд 3

Что является объектом изучения МКТ? Что в МКТ называют идеальным газом? Для того чтобы описать состояние идеального газа используют три термодинамических параметра. Какие? Назовите микроскопические параметры идеального газа и макроскопические параметры. Как создаётся давление? Как термодинамический параметр давления связан с микроскопическими параметрами? Как объём связан с микроскопическими параметрами?

Слайд 4

Изопроцессы в газах

Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами. Рассмотрим следующие изопроцессы:

Слайд 5

Газовый закон –количественная зависимость между двумя термодинамическими параметрами газа при фиксированном значении третьего.

Газовых закона, как и изопроцесса – три. Первый газовый закон был получен в 1662 году физиками Бойлем и Мариоттом, Уравнение состояния – в 1834 году Клапейроном, а более общая форма уравнения – в 1874 году Д.И.Менделеевым.

Слайд 6

План изучения нового материала

Определение процесса, история открытия Условия применения Формула и формулировка закона Графическое изображение Пример проявления

Слайд 7

Изотермический процесс -

процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре. Условия выполнения: Т – const, m – const, хим. состав – const. Р1V1 = Р2V2 или РV=соnst (закон Бойля – Мариотта). Р. Бойль 1662 Э. Мариотт 1676 Если T = const, то приV↓ p, и наоборот V p↓ р, Па 0 V, м³ изотермы Т2 Т1 Т2 >Т1 0 р, Па Т, К 0 V, м³ Т, К

Слайд 8

Закон Бойля-Мариотта справедлив для любых газов, а так же и для их смесей, например, для воздуха.

Пример проявления: А) сжатие воздуха компрессором Б) расширение газа под поршнем насоса при откачивании газа из сосуда.

Слайд 9

Газовые законы активно работают не только в технике, но и в живой природе, широко применяются в медицине. Закон Бойля-Мариотта начинает «работать на человека» (как, впрочем, и на любое млекопитающее) с момента его рождения, с первого самостоятельного вздоха.

Слайд 10

При дыхании межреберные мышцы и диафрагма периодически изменяют объем грудной клетки. Когда грудная клетка расширяется, давление воздуха в легких падает ниже атмосферного, т.е. «срабатывает» изотермический закон (pV=const), и в следствие образовавшегося перепада давлений происходит вдох. Применение закона Бойля-Мариотта

Слайд 11

Применение закона Бойля-Мариотта

Другими словами воздух идет из окружающей среды в легкие самотеком до тех пор, пока величины давления в легких и в окружающей среде не выровняются. Выдох происходит аналогично: вследствие уменьшения объема легких давление воздуха в них становится больше, чем внешнее атмосферное, и за счет обратного перепада давлений он переходит наружу.

Слайд 12

Изобарный процесс -

процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении. Условия выполнения Р – const, m – const, хим. состав – constV1/T1 = V2/T2 . V/Т = const (закон Гей-Люссака). Ж. Гей-Люссак 1802 Если р = const, то приТ↓ V↓, и наоборот T V V, м³ 0 Т, К изобары р2 р1 р2

Слайд 13

Пример проявления

Расширение газа в цилиндре с подвижным поршнем при нагревании цилиндра

Слайд 14

Изохорный процесс -

процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном объеме. Условия выполнения: V – const, m – const, хим. состав – const. p/Т = const илиP1/T1 = P2/T2(закон Шарля). Ж. Шарль 1787 Если V = const, то приТ↓ p↓, и наоборот T p P, Па 0 Т, К Изохоры V2 V1 V2

Слайд 15

Пример проявления

Нагревание газа любой закрытой емкости, например в электрической лампочке при ее включении.

Слайд 16

1834г. Французский физик Клапейрон, работавший длительное время в Петербурге, вывел уравнение состояния идеального газа при постоянной массе газа (m=const).

Р= n0 к T– основное уравнение М.К.Т., так как n0 – число молекул в единице объема газа n0 = N/VN - общее число молекул т.к. m=const, N - остается неизменным (N= const) P= NкT/VилиPV/T = Nⱪ где Nк - постоянное число, то PV/T = constP1V1 / T1 = P2V2 / T2- уравнение Клапейрона

Слайд 17

Если взять произвольную массу газа m при любых условиях, то уравнение Клапейрона примет вид:

PV = m/M·RT- уравнение Клапейрона-Менделеева Это уравнение в отличии от предыдущих газовых законов связывает параметры одного состояния. Оно применяется, когда в процессе перехода газа из одного состояния в другое меняется масса газа.

Слайд 18

Особенность газообразного состояния

1. В свойствах газов: - Управление давлением газа - Большая сжимаемость - Зависимость p и V от Т 2. Использование свойств газов в технике.

Слайд 19

Использование свойств газов в технике

Газы в технике, применяются главным образом в качестве топлива; сырья для химической промышленности: химических агентов при сварке, газовой химико-термической обработке металлов, создании инертной или специальной атмосферы, в некоторых биохимических процессах. Газы также применяют в качестве амортизаторов (в шинах), рабочих тел в двигателях (тепловых на сжатом газе), двигателях внутреннего сгорания.

Лучший способ изучить что-либо - это открыть самому. Д. Пойа Функция y = k / x. Её график. Свойства. План урока: 1. Каждый учащийся строит график функции, используя компьютерную программу (самостоятельная работа) 2. Обсуждение графиков (фронтальная работа) 3. Свойства графиков (работа в малых группах) 4. Закрепление изученного (индивидуальный тест на компьютере) Результаты всех этапов будут заноситься в итоговую таблицу

Таблица результатов Ф.И. Построение графика(2 б) Свойства функции(5 б) Тест(5 б)Бонус Итого назад

Y = k / x, k>0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y 0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y 0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y 0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y 0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y
y = k / x, k 0 при х 0 3. Возрастающая функция 5. Функция имеет точку разрыва х = 0 6. Область значения функции y (-;0) (0;+) 4. у - не существует у - не существует наибольшее наименьшее

Домашнее задание Конспект, §18, а)б)

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Газовые законы Работу выполнил: студент 1 курса, группы 18 ГБОУ СО СПО «БПТ» Новиков Павел Преподаватель: Гордиенко Татьяна Павловна

Газовые законы Газовые законы определяют количественные зависимости между двумя параметрами газа при неизменном значении третьего. Газовые законы справедливы для любых газов и газовых смесей.

Уравнение Менделеева -Клапейрона Состояние данной массы газа полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния. Для произвольной массы газа состояние газа описывается уравнением Менделеева-Клапейрона: Где p - давление, V - объем, m - масса, M - молярная масса, R - универсальная газовая постоянная (R= 8,31 Дж/(моль ∙ К)) . Уравнение Менделеева-Клапейрона показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров, характеризующих состояние идеального газа.

Уравнение Клапейрона Объединенный газовый закон (уравнение Клапейрона): произведение давления данной массы на его объем, деленое на абсолютную температуру, есть величина постоянная. = Бенуа́ Поль Эмиль Клапейрон - французский физик и инженер.

Изопроцессы Всякое изменение состояния газа называется термодинамическим процессом. Термодинамические процессы, протекающие в газе постоянной массы при неизменном значении одного из параметров состояния газа, называются изопроцессами. Изопроцессы являются идеализированной моделью реального процесса в газе. Изопроцессы подчиняются газовым законам.

Закон Бойля-Мариотта Роберт Бойль Эдм Мариотт Закон получен экспериментально в 1662 Р. Бойлем в 1676 Э. Мариоттом

Закон Бойля-Мариотта Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. Закон Бойля - Мариотта выполняется строго для идеального газа и является следствием уравнения Клапейрона. Для реальных газов закон Бойля - Мариотта выполняется приближенно. Практически все газы ведут себя как идеальные при не слишком высоких давлениях и не слишком низких температурах. pV= const при T=const и m=const

Закон Бойля-Мариотта Процесс изменения состояния системы макроскопических тел (термодинамической системы) при постоянной температуре называют изотермическим. Графическое представление изотермического процесса: - график, отражающий изотермический процесс, называется изотермой. (математически – это гипербола (в осях pV)).

Закон Гей-Люссака Закон получен экспериментально в 1802г Жозе́ф Луи́ Гей-Люсса́к

Закон Гей-Люссака Для газа данной массы при постоянном давлении отношение объема к температуре постоянно. Или = при p= const = То есть, зависимость прямая. Чем больше объем, тем больше температура. Чем меньше температура, тем меньше объем и т.д.

Закон Гей-Люссака Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным (от греческого слова «барос» - вес). Графическое представление изобарного процесса: - график, отражающий изобарный процесс, называется изобарой. (математически – это линейная зависимость (в осях VT))

Закон Шарля Установил закон экспериментально в 1787г. Жак Александр Сезар Шарль

Закон Шарля Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. = при V= const

Закон Шарля Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным (от греческого слова «хорема» - вместимость). Графическое представление изохорного процесса: - график, отражающий изохорный процесс, называется изохорой. (математически – это линейная зависимость (в осях pT)).

Газовые законы. Подводим итоги. Закон Бойля - Мариотта Гей- Люссака Шарля Изопроцесс Изотермический- это процесс изменения системы при постоянной температуре. Изобарный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Изохорный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Формула, формулировка pV = const Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. = Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется. = Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. Закон Бойля - Мариотта Гей- Люссака Шарля Изопроцесс Изотермический- это процесс изменения системы при постоянной температуре. Изобарный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Изохорный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Формула, формулировка pV = const Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется.

Источники http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6 http://www.fmclass.ru/phys.php?id=485d1c5b2831e#2 http://www.physbook.ru/index.php/SA._%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%8B http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%EE%E9%EB%FC,_%D0%EE%E1%E5%F0%F2 http://physicslesson.ucoz.ru/index/ehdm_mariott/0-110 http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gaylussac.jpg?uselang=ru http://frutmrut.ru/zakon-gej-lyussaka http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6 http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B0%D1%80%D0%BB%D1%8C,_%D0%96%D0%B0%D0%BA_%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%80_%D0%A1%D0%B5%D0%B7%D0%B0%D1%80 http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6

«Уравнение Менделеева-Клапейрона» - Уравнение состояния. Первое из замечательных обобщений в физике. Как меняется состояние системы. Изменение трех параметров. Уравнение Менделеева - Клапейрона. Дело продолжено. Для чего это нужно. Уравнение позволяет определить одну из величин. Вариант уравнения. Как всё начиналось. Как протекают в системе процессы.

«Движение частицы» - Качественный анализ. Зависимость. Квантовая механика. Квантовые значения. Условия. Движение частицы в одномерной потенциальной яме. Прохождение частицы. Уравнение. Плотность вероятности нахождения частицы. Рисунок. Классическая частица. Ширина «ямы». Гармонический осциллятор. Гармонический осциллятор в квантовой механике.

«Статистические распределения» - Разделение вещества в центрифуге. Единичный интервал скоростей. Точное значение. Знак. Наивероятнейшая скорость. Распределение молекул по скоростям. Идеальный газ. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Скорости газовых молекул. Свойства распределения. Распределение Максвелла.

«Уравнение состояния» - Объём. Изохорный процесс. Величины, характеризующие состояние макроскопических тел. Уравнение Менделеева - Клапейрона. Взаимосвязь. Уравнение состояния. Понятие «универсальная газовая постоянная». Газ сжат изотермически. Изотерма. Уравнение состояния идеального газа. Домино. Изобарный процесс. Уравнение.

«Основные газовые законы» - Нагревание газа. Газовые законы. Изопроцессы в газах. Воздух. Изобарный процесс. Определение процесса. Состояние идеального газа. Название процесса. Объем грудной клетки. Какие величины сохраняются. Изучить газовые законы. В технике используется свыше 30 различных газов. Использование свойств газов в технике.

«Уравнение идеального газа» - Понятие изопроцесса. Изотермический процесс. Изобарный процесс. Номера процессов. Давление. Процессы. Уравнение состояния идеального газа. Количество идеального газа. График процесса. График изотермического расширения. Изохорный процесс. Объем. Разреженный углекислый газ. Зависимость давления. Зависимость объема идеального газа.

Всего в теме 19 презентаций

Изопроцессы

С помощью уравнения объединённого газового закона можно исследовать процессы, в которых масса газа и один из важнейших параметров - давление, температура или объём - остаются постоянными. В физике такие процессы называются изопроцессами .

Из объединённого газового закона вытекают другие важнейшие газовые законы: закон Бойля-Мариотта ,закон Гей-Люссака , закон Шарля, или второй закон Гей-Люссака.

Изотермический процесс

Процесс, в котором изменяются давление или объём, но температура остаётся постоянной, называется изотермическим процессом .

При изотермическом процессе T = const, m = const .

Поведение газа в изотермическом процессе описывает закон Бойля-Мариотта . Этот закон открыли экспериментальным путём английский физик Роберт Бойль в 1662 г. и французский физик Эдм Мариотт в 1679 г. Причём сделали они это независимо друг от друга. Закон Бойля-Мариотта формулируется следующим образом: В идеальном газе при постоянной температуре произведение давления газа на его объём также постоянно .

Уравнение Бойля-Мариотта можно вывести из объединённого газового закона. Подставив в формулу Т = const , получаем

p · V = const

Это и есть закон Бойля-Мариотта . Из формулы видно, что давление газа при постоянной температуре обратно пропорционально его объёму . Чем выше давление, тем меньше объём, и наоборот.

Как объяснить это явление? Почему же при увеличении объёма газа его давление становится меньше?

Так как температура газа не меняется, то не меняется и частота ударов молекул о стенки сосуда. Если увеличивается объём, то концентрация молекул становится меньше. Следовательно, на единицу площади придётся меньшее количество молекул, которые соударяются со стенками в единицу времени. Давление падает. При уменьшении объёма число соударений, наоборот, возрастает. Соответственно растёт и давление.

Графически изотермический процесс отображают на плоскости кривой, которую называют изотермой . Она имеет форму гиперболы .

Каждому значению температуры соответствует своя изотерма. Чем выше температура, тем выше расположена соответсвующая ей изотерма.

Изобарный процесс

Процессы изменения температуры и объёма газа при постоянном давлении, называются изобарными . Для этого процесса m = const, P = const.

Зависимость объёма газа от его температуры при неизменяющемся давлении также была установленаэкспериментальным путём французским химиком и физиком Жозефом Луи Гей-Люссаком , опубликовавшем его в 1802 г. Поэтому её называют законом Гей-Люссака : " Пр и постоянном давлении отношение объёма постоянной массы газа к его абсолютной температуре является постоянной величиной".

При Р = const уравнение объединённого газового закона превращается в уравнение Гей-Люссака .

Пример изобарного процесса - газ, находящийся внутри цилиндра, в котором перемещается поршень. При повышении температуры растёт частота ударов молекул о стенки. Увеличивается давление, и поршень приподнимается. В итоге увеличивается объём, занимаемый газом в цилиндре.

Графически изобарный процесс отображается прямой линией, которая называется изобарой .

Чем больше давление в газе, тем ниже расположена на графике соответствующая изобара.

Изохорный процесс

Изохорным, или изохорическим, называют процесс изменения давления и температуры идеального газа при постоянном объёме.

Для изохорного процесса m = const, V = const.

Представить такой процесс очень просто. Он происходит в сосуде фиксированного объёма. Например, в цилиндре, поршень в котором не двигается, а жёстко закреплён.

Изохорный процесс описывается законом Шарля : «Для данной массы газа при постоянном объёме его давление пропорционально температуре ». Французский изобретатель и учёный Жак Александр Сезар Шарль установил эту зависимость с помощью экспериментов в 1787 г. В 1802 г. её уточнил Гей-Люссак. Поэтому этот закон иногда называют вторым законом Гей-Люссака.

При V = const из уравнения объединённого газового закона получаем уравнение закона Шарля, иливторого закона Гей-Люссака .

При постоянном объёме давление газа увеличивается, если увеличивается его температура .

На графиках изохорный процесс отображается линией, которая называется изохорой .

Чем больше объём занимаемый газом, тем ниже расположена изохора, соответствующая этому объёму.

В реальности ни один параметр газа невозможно поддерживать неизменным. Это возможно сделать лишь в лабораторных условиях.

Конечно, в природе идеального газа не существует. Но в реальных разреженных газах при очень низкой температуре и давлении не выше 200 атмосфер расстояние между молекулами намного превышает их размеры. Поэтому их свойства приближаются к свойствам идеального газа.

Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку. Газовые законы. 10 класс»

р, V и Т - макроскопические параметры, характеризующие состояние идеального газа данной массы

Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего называют газовыми законами.

Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами.

(от греческого слова «изос» – равный)

m = const

m = const

T = const - изотермический процесс

p ₁₁ = RT

Роберт Бойль

(1627-1691) -натурфилософ,

физик,

химик и

богослов

закон Бойля-Mapuoттa

p ₂₂ = RT

закон был открыт экспериментально английским ученым Бойлем и несколько позднее французским ученым Мариоттом

Эдм Мариотт (1620-1684) - аббат, французский физик

0 V Закон справедлив для любых газов и для смеси газов. Лишь при давлениях, в несколько тысяч раз больших атмосферного, отклонения от этого закона становятся существенными. Чтобы процесс происходил при постоянной температуре, сжатие или расширение газа должно происходить очень медленно " width="640"

m = const

Графическая зависимость давления газа от объёма при постоянной температуре - изотерма

pV= const

T = const

Закон справедлив для любых газов и для смеси газов. Лишь при давлениях, в несколько тысяч раз больших атмосферного, отклонения от этого закона становятся существенными.

Чтобы процесс происходил при постоянной температуре, сжатие или расширение газа должно происходить очень медленно

m = const

p = const – изобарный процесс

(от греческого слова «барос» - вес)

p ₁ = RT ₁

закон

Гей-Люссака

p ₂ = RT ₂

закон был установлен экспериментально в 1802 г. французским учёным Ж. Гей-Люссаком

Жозеф Луи Гей-Люссак (1778-1850) - французский химик и физик

0 T Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния неприменимо " width="640"

m = const

Графическая зависимость объема газа от температуры при постоянном давлении - изобара

p = const

V = const T

m = const

V = const – изохорный процесс

(от греческого слова «хорема» - вместимость)

p = RT ₁

закон

Шарля

p = RT ₂

Жак Александр Сезар Шарль (1746-1823) - французский изобретатель и учёный

закон был установлен в 1787 г. французским физиком Ж.Шарлем

m = const

Графическая зависимость давления газа от температуры при постоянном давлении - изохора

V = const

p = const T

Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния неприменимо

Сравнительная таблица графиков изопроцессов

T = const

pV= const

p = const

V = const

m ≠ const

m = const

- уравнение

Менделеева-Клапейрона

- уравнение Клапейрона

V = const

T = const

p = const

изобарный процесс

изотермический процесс

изохорный процесс

p V = const

закон Бойля-Мариотта

закон Гей-Люссака

закон Шарля

Исторически всё было наоборот:

газовые законы были установлены экспериментально, и намного раньше.

Уравнение состояния появилось впоследствии как их обобщение.

Жизнь животных