Урок 48/10 Практикум по решению задач «МКТ»

Урок 48/10
Практикум по решению задач «МКТ»
Цели: 1) а) проверить знания по темам «Основное уравнение МКТ»,
«Уравнение состояния», «Газовые законы»;
б) закрепить ранее изученный материал;
в) научить решать количественные и качественные задачи по указанным темам.
2) развитие навыков по решению вычислительных и графических задач;
3) воспитание умения работать в группе, сотрудничать.
Дидактический материал: карточки – задания для групповой и индивидуальной работы,
таблица Менделеева.
Ход урока: I. Организационный момент. Цели урока для учащихся: научиться решать
задачи на МКТ, закрепить знания по теме.
II. Проверка знаний.
1) Ответить на вопросы:
* Дайте определение температуры
(Температура
тела
–
мера
средней
кинетической
энергии
хаотического
поступательного движения его молекул)
* Назовите условия идеальности газа?
(1. Диаметр молекул много меньше среднего расстояния между ними,
2. Средняя кинетическая энергия молекул много больше средней потенциальной
энергии их взаимодействия, на расстоянии большем расстояния их взаимодействия,
3. Столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда – абсолютно
упругие)
* Напишите формулы для нахождения
количества вещества (ν=N//Nа=m/M),
связи термодинамической температуры со средней кинетической энергией молекул
(Eср=3kT/2), основного уравнения МКТ (p=nmаv²ср/3),
связи давления газа с концентрацией и средней кинетической энергией (p=2nE/3),
средней квадратической скорости молекул (v²=3RT/M),
связи давления с концентрацией и температурой (р=nkT),
уравнение Клапейрона – Менделеева (PV=mRT/M).
* Дайте определения изопроцесса (процесс при котором один из макроскопических
параметров
остается
постоянным),
какие
изопроцессы
вам
известны
(изотермический T=const, изобарный p=const, изохорный V=const,)?
* Приведите словесные и математические формулировки газовых законов:
Бойля – Мариотта (Для газа данной массы при постоянной температуре произведение
давления газа на его объем постоянно: P1V1 =P2V2),
Гей – Люссака (Для газа данной массы при постоянном давлении отношение объема
газа к его термодинамической температуре постоянно: V1 /T1 =V2 /T 2),
Шарля (Для газа данной массы отношение давления газа к его термодинамической
температуре постоянно: P1 /T1 = P2 /T2).
III. Работа в группах. Решение задач. 1 гр - задачи 1,2; 2 - 3,4; 3 – 5,6; 4 – 7,8.
1. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул азота при 0°C. (R=8,31 Дж/моль·
К).
2. На сколько градусов надо изобарно нагреть газ, чтобы его объем увеличился вдвое по
сравнению с объемом при температуре 27°C?
3.В баллоне объемом 100 л находится 2 г кислорода при температуре 47 °C. Каково
давление газа в баллоне?
4. Какова температура газа при давлении 414 Па и концентрации молекул 1·10²³
1/
м ³
(k=1,38·10²³ Дж/К)?
5. Сколько молей серной кислоты имеют массу 1 кг?
6. На рисунке 1 изображен изопроцесс. Запишите его название, изобразите этот процесс в
координатах (Р,Т).
7. Рассчитайте температуру, при которой средняя кинетическая энергия поступательного
движения молекул равна 1,035·10¯²º Дж. (k=1,38·10¯²³ Дж/К)
рисунок 2
рисунок 1
8. Запишите название изопроцесса на рисунке 2, изобразите этот процесс в координатах
(V,Т).
IV. Индивидуальное решение задач по карточкам.
В–1
1. Газ, находящийся при давлении 1,2 кПа и температуре 27 °C, изохорно охладили и его
давление стало 400 Па. Какой стала температура газа?
2. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул азота при 73°C. (R=8,31 Дж/моль·
К).
В–2
1. Газ, занимающий объем 0,0002 м³ при температуре 300 К, изобарно расширился до
объема 0,002 м³. Какой стала температура газа?
2. Какова температура газа при давлении400 кПа и концентрации молекул 1·10²³ 1/м ³?
В-3
1. При температуре 123 °C давление идеального газа в сосуде вместимостью 0,5 м³ равно
50 кПа. Какое количество вещества содержится в сосуде?
2. Чему равна молярная масса азота N2?
В- 4
1. Какой температуре по шкале Кельвина соответствует 15 ºC?
2. Определите чему равно давление 5 моль идеального газа, занимающего объем 0,2 м³
при температуре 15 ºC?
V. Итоги урока. Домашнее задание. Повторить § 49 – 52. Составить 1-2 задачи
на МКТ.
Решение задач. 1 группа - задачи 1,2; 2 группа - 3,4; 3 группа – 5,6; 4 группа – 7,8.
1. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул азота при 0°C. (R=8,31 Дж/моль·
К).
2. На сколько градусов надо изобарно нагреть газ, чтобы его объем увеличился вдвое по
сравнению с объемом при температуре 27°C?
3.В баллоне объемом 100 л находится 2 г кислорода при температуре 47 °C. Каково
давление газа в баллоне?
4. Какова температура газа при давлении414 Па и концентрации молекул 1·10²³
1/
м ³
(k=1,38·10²³ Дж/К)?
5. Сколько молей серной кислоты имеют массу 1 кг?
6. На рисунке 1 изображен изопроцесс. Запишите его название, изобразите этот процесс в
координатах (Р,Т).
7. Рассчитайте температуру, при которой средняя кинетическая энергия поступательного
движения молекул равна 1,035·10¯²º Дж. (k=1,38·10¯²³ Дж/К)
рисунок 2
рисунок 1
8. Запишите название изопроцесса на рисунке 2, изобразите этот процесс в координатах
(V,Т).
IV. Индивидуальное решение задач по карточкам.
В–1
1. Газ, находящийся при давлении 1,2 кПа и температуре 27 °C, изохорно охладили и его
давление стало 400 Па. Какой стала температура газа?
2. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул азота при 73°C. (R=8,31 Дж/моль·
К).
В–2
1. Газ, занимающий объем 0,0002 м³ при температуре 300 К, изобарно расширился до
объема 0,002 м³. Какой стала температура газа?
2. Какова температура газа при давлении400 кПа и концентрации молекул 1·10²³ 1/м ³?
В-3
1. При температуре 123 °C давление идеального газа в сосуде вместимостью 0,5 м³ равно
50 кПа. Какое количество вещества содержится в сосуде?
2. Чему равна молярная масса азота N2?
В- 4
1. Какой температуре по шкале Кельвина соответствует 15 ºC?
2. Определите чему равно давление 5 моль идеального газа, занимающего объем 0,2 м³
при температуре 15 ºC?
* Дайте определение температуры.
* Назовите условия идеальности газа?
* Напишите формулы для нахождения:
количества вещества,
связи термодинамической температуры со средней кинетической энергией молекул,
основного уравнения МКТ,
связи давления газа с концентрацией и средней кинетической энергией,
средней квадратической скорости молекул,
связи давления с концентрацией и температурой,
уравнение Клапейрона – Менделеева.
* Дайте определение изопроцесса, какие изопроцессы вам известны?
* Приведите словесные и математические формулировки газовых законов:
Бойля – Мариотта, Гей – Люссака, Шарля.