Решение задач по теме "Основы МКТ идеального газа"

Предмет: физика

Дата: 10 класс

Тема урока: «Основы МКТ идеального газа. Решение задач».

Тип урока: урок закрепления и проверки знаний

Цель урока:

1. Обобщить, повторить и систематизировать знания учащихся по данной теме.

2. Проверить степень усвоения практически всеми учащимися основных понятий темы.

Задачи урока:

1. Образовательные: закрепить основные положения МКТ теории идеального газа, проверить умение применять основное уравнение состояния идеального газа при решении задач, выполнении эксперимента.

2. Развивающие: продолжить формирование элементов творческого поиска, уметь сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически мыслить.

3. Воспитывающая: продолжить воспитание личностных качеств; взаимопомощь, чувство коллективизма, ответственность, организованность. познавательного интереса, творческой мыслительной деятельности.

Оборудование и материалы к уроку:

• мультимедиапроектор, экран (ноутбук);

• презентация «Биографии учёных»;

• самостоятельная работа «Основы МКТ»

План урока.

1. Организационный этап – 1 мин

2. Актуализация знаний учащихся, проверка домашнего задания – 5 мин

3. Обобщение и систематизация знаний – 7 мин

4. Презентации «Об ученых» - 5 мин

5. Решение задач – 5 мин

6. Закрепление – 8 мин

7. Подведение итогов урока – 3 мин

8. Домашнее задание – 1 мин

Ход урока

1. Организационный этап.

Взаимное приветствие учителя и учащихся, проверка подготовленности учащихся к уроку, организация внимания.

2. Актуализация знаний учащихся (проверка домашнего задания).

Фронтальный опрос. Класс отвечает на поставленные вопросы в устной беседе.

1. Каков предмет изучения молекулярно-кинетической теории?

2. Перечислить опытные факты, послужившие основой для разработки МКТ.

3. Сформулировать основные положения МКТ.

4. Какая физическая модель используется в МКТ? Дать краткую характеристику этой модели.

5. Объяснить с помощью модели «идеальный газ», почему газы:

А) легко сжимаются;
Б) оказывают давление на стенки сосудов любой формы и размера;
В) занимают весь предоставленный объём.

6. Сформулировать основное уравнение МКТ

1. Обобщение и систематизация знаний (беседа)

1. Почему пыль, представляющая частицы твёрдого вещества, довольно долго удерживается в воздухе во взвешенном состоянии?

Ответ: Пылинки испытывают непрерывные удары со стороны хаотически движущихся молекул воздуха.

1. Почему угарный газ быстрее проникает в организм, чем кислород? Во сколько раз скорость его проникновения больше, чем скорость проникновения кислорода?

Ответ: Скорость молекул угарного газа больше, чем скорость молекул кислорода, так как при одинаковой температуре их средние кинетические энергии равны, а масса молекул кислорода больше, чем масса молекул угарного газа.

1. Серёжа дежурил в столовой. Вот уже минут пять он терпеливо возился с чистыми стаканами: стаканы после мытья были вставлены один в другой и не хотели разделяться. «Что делать?» - спросил сам себя Серёжа. Как бы вы посоветовали ему разделить стаканы?

Ответ: При нагревании тела расширяются, а при охлаждении сжимаются, поэтому наружный стакан надо опустить в горячую воду, а во внутренний налить холодную воду.

1. Будет ли гореть спичка, зажжённая внутри искусственного спутника Земли, выведенного на орбиту?

Ответ: Нет, так как в невесомости нет конвекции воздуха, а значит, и притока кислорода к зажжённой спичке.

4. Презентация «Об учёных».

Демонстрация презентации. (Задание подготовлено учащимися заранее, прилагается)

5. Решение задач

Учащиеся по очереди выходят к доске. Учащиеся записывают в тетрадях решение задач.

Задача 1.

Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если V =400m/c, n =2,7*10¹⁹m^-3

Задача 2.

Найдите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул гелия, если при давлении 0,5*10⁵Па их концентрация n=1,5*10⁹m^-3

Рассмотрим задания из открытого банка заданий ЕГЭ/Физика/Молекулярная физика www.fipi.ru

6. Закрепление: контроль и самоконтроль знаний.

Ответьте на вопросы теста:

1. Масса газообразного водорода в сосуде равна 4г. сколько примерно молекул водорода находится в сосуде?

А. 10 ^-23

Б. 10²³

В. 4? 10²³

Г. 12? 10 ^-23

Д. 12 ? 10²³

2. Где число молекул больше: в одном моле водорода или одном моле воды?

А. Одинаковое

Б. В одном моле водорода

В. В одном моле воды

Г. Данных для ответа недостаточно

3. Чем обусловлено броуновское движение?

А) Столкновением молекул жидкости (или газа) друг с другом;
Б) Столкновением частиц, взвешенных в жидкости (или газе)

В) Столкновением молекул жидкости (или газа) с частицами, взвешенными в ней (нём)
Г) Ни одной из указанных причин.

4. При повышении температуры газа в запаянном сосуде его давление увеличивается. Это объясняется тем, что с повышением температуры:

А) Увеличиваются размеры молекул газа;

Б) Увеличивается энергия движения молекул газа;

В) Увеличивается потенциальная энергия молекул газа;

Г) Расширяется сосуд (увеличивается его объём)

5. Если - средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы газа, а n –концентрация молекул, то основное уравнение молекулярно – кинетической теории идеальных газов может быть записано в виде:

А)
Б) p=n
В) p=n
Г) p=n
Д) p= n

6. Если в 1дм³ объёма при давлении 10⁵ Па находится 3• 10²¹ молекул кислорода (молекулярная масса кислорода m =0,032 кг/моль), то средняя квадратичная скорость молекул кислорода при этих условиях равна:

А) 650 м/с;

Б) 1220 м/с;

В)1370 м/с;

Г)1560 м/с;

Д) 1800 м/с.

Учащиеся меняются работами и проверяют работы друг у друга (на доске записаны правильные ответы)

7. Подведение итогов урока

Общая характеристика работы класса и отдельных учеников, отметить успешное овладение содержания урока, отметить и недостатки в ЗУН.

Учитель выставляет и комментирует оценки.

8. Домашнее задание

п. 63, решить 4 задачи из открытого банка заданий (например, 93627D, 9D3CB7, CE9F26, A906EE)

Молекулярно-кинетическая теория Ученые и их открытия

Выполнила ученица 10 класса

Кийик София

Демокрит

  Первой наиболее перспективной научной гипотезой о строение вещества была идея атомизма. Атомизм- учение о прерывистом, дискретном строение материи. До конца 19века атомизм утверждал, что материя состоит из отдельных невидимых частиц- атомов. С точки зрения современного атомизма электроны- «атомы» электричества, фотоны- «атомы» света и т.д. В более широком смысле атомизм обозначает дискретность объекта, процесса, свойства. Греческий философ Демокрит в 5веке до н.э. предположил, что все вещества состоят из невидимых человеческим глазом малых частиц- атомов, но мистическая гипотеза впервые в научном познании предполагала существование объектов, недоступных восприятию органов человека. Эта гениальная идея человеческого разума начала своё экспериментальное подтверждение лишь через два тысячелетия, в 19веке, в работах английского физика и химика Джона Дальтона. Объясняя химические превращения и реакции, он пришёл к выводу, что каждому химическому элементу соответствует свой тип мельчайших невидимых атомов, а все вещества состоят из химических соединений атомов.

Амедео Авогадро

• Закон Авогадро в современном виде звучит так: "Моль любого вещества в газообразном состоянии при одинаковых температурах и давлениях занимает один и тот же объем" (масса одного моля вещества пропорциональна его молекулярному весу). Авогадро доказал, что в моле любого вещества содержится всегда одно и то же число молекул (число Авогадро NA=6.02*1023)

Отто Штерн

• В 1920 году физиком Отто Штерном (1888-1969) впервые были экспериментально определены скорости частиц вещества. Прибор Штерна состоял из двух цилиндров разных радиусов, закрепленных на одной оси. Воздух из цилиндров был откачан до глубокого вакуума. Вдоль оси натягивалась платиновая нить, покрытая тонким слоем серебра. При пропускании по нити электрического тока она нагревалась до высокой температуры, и серебро с ее поверхности испарялось. В стенке внутреннего цилиндра была сделана узкая продольная щель, через которую проникали движущиеся атомы металла, осаждаясь на внутренней поверхности внешнего цилиндра, образуя хорошо наблюдаемую полоску. Цилиндры начинали вращать с постоянной угловой скоростью. Теперь атомы, прошедшие сквозь прорезь, оседали уже не прямо напротив щели, а смещались на некоторое расстояние, так как за время их полета внешний цилиндр успевал повернуться на некоторый угол. Зная величины радиусов цилиндров, скорость их вращения и величину смещения, легко найти скорость движения атомов. Если бы все атомы двигались с одинаковой скоростью, то при вращении установки полоска на стенке внешнего цилиндра получалась бы точно такой же тонкой, как и в случае, когда установка не вращалась. Однако при вращении полоска, образованная осевшими на стенку цилиндра атомами, оказывалась размытой. Значит скорости атомов были разными.

Роберт Броун

• В 1827 году шотландский ботаник Роберт Броун сообщил о своих наблюдениях научному сообществу. Он добавил в воду мелкие зёрна цветочной пыльцы, осветил их интенсивным светом и наблюдал под микроскопом.
• Броун обнаружил сильное, непрерывное и зигзагообразное движение этих частиц в воде, хотя поверхность жидкости была совершенно неподвижна.
• На тот момент он не мог объяснить, что стало источником этого движения. Причиной явления называли перепад температур внутри воды, дрожание стола, на котором проводили эксперимент.
• До конца столетия учёные скептически относились к броуновскому движению. Лишь некоторые считали его подтверждением молекулярно-кинетической теории строения вещества.

Спасибо за внимание!