Уравнение состояние идеального газа. Изопроцессы.Уравнение Менделеева-Клайперона

Составитель: преподаватель математики и  физики Уральского колледжа газа, нефти и отраслевых технологий Лукпанова Дина Макпозовна,

г. Уральск

Тема урока: Уравнение состояние идеального газа. Изопроцессы.Уравнение Менделеева-Клайперона


Цель урока: выяснение условий выполнения изопроцессов; выяснение теоретической зависимости трех макроскопических параметров; практическое доказательство этих параметров.

Задачи урока:

  1. Диагностика знаний учащихся по темам:
    “Основы молекулярно-кинетической теории”,
    “Основное уравнение молекулярно-кинетической теории”
    “Уравнение состояния идеального газа”.
  2. Коррекция теоретических знаний по данным темам.
  3. Виртуальное и экспериментальное подтверждение законов “Бойля-Мариотта”, “Гей-Люссака”, “Шарля”.
  4. Теоретическое обобщение и подтверждение зависимости макроскопических параметров
  5. Разработка алгоритма решения графических задач и перепостроения графиков в различные системы координат.

 

  1. Организация урока
  2. Постановка цели и задач урока
  3. Презентация
  4. Мотивация мысленной деятельности учащихся (работа по тестам и 2 учащихся у доски с аналогичными заданиями по пройденному материалу)
  5. Объяснение нового материала

А) изотермический процесс (закон Бойля-Мариотта)

Б) изобарный процесс (закон Гей-Люссака)

В) изохорный процесс (закон Шарля).

6.Закрепление


7.Задание на дом

 

Объяснение нового материала:

Для того чтобы устоновить,в каком состоянии находиться газ, нам необходимо знать его термодинамические параметры: давление, температура, объем. Изменение одного из термопараметров приводит к изменению других его параметров. Уравнение, которое связывает между собой термодинамические параметры, называют уравнением состояние газа. Нам известно, что   .Так как  эн концентрация молекул газа , где N-общее число молекул; V- объем. то  откуда следует,что . Число молекул газа найдем, зная количество вещества газа; . С учетом этого получим:

 

Величина, равная произведению двух постоянных чисел- постоянной Авогадро и постоянной Больцмана, сама будет постоянной величиной. Ее называли универсальной газовой постоянной-R;

С учетом сказанного получим      это уравнение называется уравнением состояние идеального газа.Уравнение носит название Менделеева –Клапейрона.

Изопроцессы — процессы изменения состояния газов так, что один из трех макроскопических параметров (объем, давление, температура) остается постоянным, а два других параметра при этом изменяются.

а) Изотермический процесс- процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянной температуре (m=const, T=const). Из уравнения Менделеева-Клайперона следует закон Бойля-Мариотта  . Это означает, что произведение начального давления Р1 на его первоначальный объем равно произведению этих параметров  в произвольной момент времени  следовательно  график гипербола, название — изотерма.

б) Изобарный процесс — процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном давлении (m=const, P=const).Из уравнения Менделеева — Клайперона следует закон Гей-Люссака. -это означает, что отношение первоначального объема газа к его температуре  равно отношению этих параметров  в произвольный момент времени.   следует V~T.

График — прямая, название — изобара.

в) Изохорный процесс — процесс изменения состояния определенной массы при постоянном объеме( ). Из уравнения Менделеева — Клайперона следует закон Шарля   — это означает, что отношение первоначального давления газа  к его температуре равно отношению этих параметров — в произвольный момент времени   следует Р пропорционально Т. График — прямая, название- изохора.

Контрольные вопросы

1.Какие процессы называют изопроцессами?

2.Как читается закона Бойля-Мариотта?

  1. Какие процессы называют изотермическим?

Домашняя задания:  Упр.20 №4-№7