План: Організаційний момент > Перевірка готовності Актуалізація опорних знань > Подання нового матеріалу Підведення підсумків > Повідомлення домашнього завдання icon

План: Організаційний момент > Перевірка готовності Актуалізація опорних знань > Подання нового матеріалу Підведення підсумків > Повідомлення домашнього завдання



Схожі
Тема: Ізопроцеси в газах

Мета:

навчальна: розглянути основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів

виховна: виховувати повагу один до одного.

розвиваюча: розвивати логіку, творче та критичне мислення, пам’ять, уміння працювати в групах.


План:

1. Організаційний момент

2. Перевірка готовності

3. Актуалізація опорних знань

4. Подання нового матеріалу

6. Підведення підсумків

7. Повідомлення домашнього завдання


Хід уроку:

1.

2.

3.

4. Актуалізація опорних знань.


Ізопроцеси в газах

Якщо в газі відбуваються якісь процеси, то звичайно змінюються всі три його параметри: р, V і Т. Природно, що найпростішими є процеси, які відбуваються зі зміною лише двох параметрів, а третій залишається сталим. Ці процеси дістали назву ізопроцесів (від грецького «ізос» — рівний, одна­ковий). Рівняння стану газу для них легко дістати з рівняння Клапейрона, вважаючи один з параметрів сталою величиною. Розглянемо ізопроцеси, які відбуваються за сталої температури і називаються ізотермічними.

Ізотермічний процес. Якщо в рівнянні стану (10.3) вважати ^ Т - const, права частина рівняння буде величиною сталою:

pV= const.

Ця формула виражає закон, встановлений дослідним шляхом у середині XIX ст. англійським уче­ним Р. Бойлем і французьким фізиком Е. Маріоттом. Закон Бойля—Маріотта, або рівняння стану ідеального газу при ізотермічному процесі, означає: добуток тиску даної маси газу на об'єм, що його займає газ за сталої температури, є величиною сталою.

Закон Бойля—Маріотта можна перевірити експериментально за допомогою описаного вище приладу (див. мал. 17). Повільно змінюючи об'єм повітря в циліндрі за незмінної температури, спостерігають за показаннями манометра і переконуються, що зі зменшенням або збільшенням об'єму тиск відповідно зростає або зменшується у стільки ж разів.

Графічно залежність між тиском і об'ємом газу за сталої температури зображають добре відомою з курсу математики гіперболою. Кожному значенню температури відповідає своя крива (мал. 18, а). Ці криві називають ізотермами (кривими однакових температур). Чим вища температура, за якої відбувається процес, тим вище розташована ізотерма (Т1 2< Т3).

У системах координат р, Т (мал. 18, б) і V, Т (мал. 18, в) ізотермічний процес зображається прямою, паралельною відповідно осі р або V. Ці прямі є також ізотермами. Третій параметр (V або р) не зберігає вздовж них сталого значення.

Ізобарний процес. Нехай тепер газ знаходиться в умовах, коли сталим є його тиск р. З рівняння Клапейрона випливає, що в цьому випадку сталим буде відношення об'єму газу до його температури

= const,

тобто за незмінної маси газу і сталого тиску об'єм газу прямо пропорційний абсолютній температурі. Цей закон було встановлено дослідним шляхом у 1802 р. французьким фізиком Ж. Гей-Люссаком. Таким чином, за незмінної маси газу і сталого тиску його об'єм з підвищенням температури на 1 градус збільшується на 1/273 частину того об'єму, який газ займав за температури 273 К (0 °С).

Цей закон можна експериментально перевірити за допомогою раніше описаної установки (с.36). Для цього циліндр змінного об'єму поміщають у посудину з водою, температуру якої (а значить, і повітря в циліндрі) можна змінювати. З підвищенням температури тиск повітря збільшується. За допомогою гвинта 4 змінюють об'єм газу так, щоб тиск залишився попереднім. Вимірюючи об'єм повітря в циліндрі і його температуру, встановлюють, що відношення об'єму газу до абсолютної температури за сталого тиску — величина стала.

Досить просто закон Гей-Люссака можна проілюструвати за допомогою колби із зігнутою трубкою (мал. 19). У горизонтальній частині трубки є крапля рідини, яка відокремлює газ у колбі від атмосферного повітря. Якщо підігрівати колбу (навіть руками), то крапля рідини зміститься вправо, тобто об'єм газу, який знаходиться в колбі, збільшиться, а тиск так само дорівнюватиме атмосферному.

Перехід газу з одного стану в інший за сталого тиску називають ізобарним процесом. Графічно такий процес в координатних осях V, Т зображується прямою, продовження якої проходить через початок координат,— ізобарою. Кут її нахилу а до осі температур залежить від тиску газу: чим більший тиск, тим менший кут нахилу (на малюнку 20, а маємо р3 > р2 > р1)-

Отже, за однієї і тієї самої температури газ займатиме тим більший об'єм, чим менший його тиск. На діаграмах з координатними осями р, Т або р, V ізобари мають вигляд прямих, паралельних осі Т чи відповідно осі F(мaл. 20, б і в).

Ізохорний процес. Розглянемо випадок, коли об'єм V газу залишається сталим. З рівняння Клапейрона випливає, що за цих умов сталим буде відношення тиску газу до його температури:



тобто за сталого об'єму тиск газу прямо пропорційний його абсолютній температурі.

Цей закон експериментально встановив французький учений Ж. Ш а р л ь. Закон можна також перевірити експериментально за допомогою установки (див. мал. 17).

Перехід газу з одного стану в інший за сталого об'єму називають ізохорним процесом. Графік цього процесу в координатах р, Т — пряма лінія, продовження якої проходить через початок координат (мал. 21, а); її називають ізохорою. Кут нахилу а ізохори до осі температур тим більший, чим менший об'єм газу (на мал. 21, а маємо V3 > V2 > V1). В системах координат р, V і V, Т ізохора має вигляд прямої, паралельної осі р або відповідно Т (мал. 21, б і в).

Таким чином, ми переконалися, що основні газові закони (Бойля—Маріотта, Гей-Люссака і Шарля) — це окремі випадки рівняння Клапейрона.

Цікаво зіставити графіки всіх ізопроцесів у різних системах координат (мал. 22).



Скачати 49.41 Kb.
Дата конвертації26.07.2013
Розмір49.41 Kb.
ТипДокументы
Додайте кнопку на своєму сайті:
uad.exdat.com


База даних захищена авторським правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
звернутися до адміністрації
Документи