УРАВНЕНИЕ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА

УРАВНЕНИЕ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА

Тип урока: Комбинированный урок с использованием современных информационных и кластерных технологий.

Цель урока: Вывести уравнение Менделеева-Клапейрона и научить решать задачи по этой теме. Рассмотреть физический смысл универсальной газовой постоянной.

1. Обучающие задачи: учащиеся находят общую зависимость (формулу), связывающую между собой три макроскопические величины (p, V, T); знакомятся с универсальной газовой постоянной.

2. Развивающие задачи: учащиеся развивают активную мыслительную деятельность, волю, память; повышают уровень активности, самостоятельности и качества знаний, используя знания при решении задач.

3. Воспитывающие задачи: учащиеся знакомятся с работой учёных в развитии физики; рассматривают практическую значимость приобретённых знаний; формулируют мотивацию учения.

Ход урока.

Организационный момент. Приветствие учащихся

Тема урока: «Уравнение Менделеева-Клапейрона»

Повторение.

Для того, чтобы познакомиться с выводом Уравнения Менделеева-Клапейрона, нам необходимо вспомнить понятия, формулы, изученные на предыдущих уроках. (на экране при помощи мультимедиа проецируется вопросы для повторения)

1. Назовите основные положения МКТ. (на экране появляются явления, доказывающие эти положения: диффузия, расширение тел при нагревании, броуновское движение и т.д.)

2. Назовите основное уравнение МКТ (через температуру, энергию, среднюю квадратичную скорость).

Ученики выходят по очереди к доске, записывают формулы, проверяем при помощи презентации и характеризуем физические величины, входящие в уравнения: как называется данная физическая величина, в каких единицах она измеряется?

Получение нового знания.

Мы с вами повторили все физические величины и их единицы измерения, теперь я хочу обратить ваше внимание на экран.

На экране:

1. Какие три макроскопические параметра вы знаете? (ответ: P, V, T)

2. Почему их назвали макроскопическими? (ответ: Эти параметры характеризуют большие масштабы)

3. Назовите единицы измерения каждой из этих величин. (ответ: 1Па, 1м³, 1К)

Учитель перед классом ставит проблему – найти общую зависимость (формулу), связывающую между собой три макроскопические величины.

Учитель: Нам известны три формулы, которыми мы пользуемся:

p=nkT; n=N/V; N=m/M*Na (на экране)

Вывод уравнения Менделеева–Клапейрона при помощи кластера

=

= N_a = N_a

= = N_a

p = nkT = N_akT =RT

p = RT

p= RT

Уравнение было установлено опытным путем Б. П. Э. Клапейроном в 1834; оно имело вид: pV=ВТ, где В — постоянная, зависящая от природы газа и его массы. В современном виде уравнение было получено в 1874 для 1 моля идеального газа Д. И. Менделеевым в результате объединения законов Гей — Люссака, Бойля-Мариотта и Авогадро. Вывод уравнения Менделеева -Клапейрона возможен на основании представлений молекулярно-кинетической теории газов.

Необходимо обратить внимание на произведение двух постоянных величин в физике. На экране появляется вывод универсальной газовой постоянной

Na=6, 02*1023моль^-1

k=1, 38*10-23Дж/ k

Учитель:

1. Как называются данные постоянные величины? (Постоянная Авогадро, постоянная Больцмана)

2. Каков физический смысл постоянной Авогадро? (физический смысл постоянной Авогадро-число атомов (или молекул), содержащихся в 1 моле любого вещества)

3. Каков физический смысл постоянная Больцмана? (физический смысл постоянной Больцмана — является коэффициентом, переводящим температуру из градусной меры (k) в энергетическую (Дж) и обратно)

В физике произведение двух постоянных величин заменяют новой величиной, универсальной газовой постоянной и её обозначают (на экране) R (эр)-универсальная газовая постоянная.

Давайте найдём её числовое значение (один ученик выполняет вычисления на доске, остальные работают самостоятельно)

R=Na*k=6, 02*1023моль-1* 1, 38*10-23 Дж/k = 8, 31*1023*10-23 1/моль * Дж/k=8, 31 Дж/моль*k

R=8, 31 Дж/моль*k

Рассмотрим её физический смысл (характеризует внутреннюю энергию моля идеального газа в расчёте на один Кельвин)

На экране появляется уравнение Менделеева-Клапейрона с выводом. Это и есть уравнение Менделеева-Клапейрона, его ещё называют уравнением состояния идеального газа.

Закрепление.

Какой газ называют идеальным? (ответ: идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало)

Не только идеальный газ, но и любая реальная система – газ, жидкость, твёрдое тело – характеризуется своим уравнением состояния.

Что оно позволяет определить?

1. одну из физических величин, если две другие известны (это используют в терминах)

2. зная уравнение состояния, можно сказать, как протекают в системе в различные процессы при определённых внешних условиях.

3. зная уравнение состояния, можно определить, как меняется состояние системы, если она совершает работу или получает теплоту от окружающих тел.

Приступаем к решению задач. На экране появляются условия задач:

• на воспроизведение готовой формулы;

• на выражение величины из этой формулы;

• на использование нескольких формул данной темы.

Учащиеся сами читают условие задачи и решают их , один ученик у доски, остальные самостоятельно.

Рефлексия.

1. Что нового вы сегодня узнали на уроке? (ответ: уравнение Менделеева-Клапейрона, универсальное газовое постоянное)

2. Назовите мне все физические величины. Входящие в уравнение Менделеева-Клапейрона и их единицы измерения.

Учитель обращает внимание учащихся, что все поставленные задачи выполнены, цель достигнута.