Тема урока: «Изотермический процесс. Закон Бойля – Мариотта.» План – таймер урока. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Проверка домашнего задания Изучение нового материала Экспериментальная проверка закона Бойля – Мариотта. – Презентация на тему: «Научная деятельность Р. Бойля и Э. Мариотта» Компьютерное моделирование изопроцесса Решение задачи Подведение итогов 5 минут 10 минут 10 минут 3 минуты 5 минут 10 минут 2 минуты Проверка домашнего задания Задача Найти массу воздуха в объёме V=300 м3 при температуре t=200С, молярная масса воздуха М=0,029 кг/моль. Дано: V=300 м3 р=105 Па t=200C M=0,029 кг/м3 R=8,31 Дж/моль*К Найти m=? Анализ и решение По условию задачи рассматриваем одно состояние газа – воздуха, которое характеризуется уравнением Менделеева – Клапейрона ρV=mRT/M Тогда mRT= ρVM => m=ρVM/RT; [m]=Па*м3*кг/моль/(Дж/моль*К)*К=кг m=105*300*0,029/8,31*293=357 (кг) Ответ:m (воздуха)=357 кг Вывод закона Бойля-Мариотта Из уравнения Бенуа Клапейрона p1V1/T1=p2V2 /T2 при Т=const, m=const pV=const p=const/V математическая запись у=с/х. Графиком этой функции является гипербола: см. рис. (1627-1691) Роберт Бойль появился на свет 25 января 1627 года. Он был тринадцатым ребенком из четырнадцати детей Ричарда Бойля - первого герцога Коркского. Он родился в Лисмор Касле, одном из ирландских поместий отца. Он получил превосходное домашнее образование. В возрасте восьми лет стал студентом Итонского университета. Там он проучился четыре года.После этого решил продолжить образование в Швейцарии и Италии и пробыл там шесть лет. В Англию Бойль вернулся в 1644 году.К концу 1645 года в лаборатории в Столбридже начались исследования по физике, химии и агрохимии. Став ведущим английским физиком и химиком, Бойль выступил с инициативой организации Общества наук, которое получило название Лондонского Королевского общества. Бойль состоял президентом этой научной организации с 1680 года. Роберт Бойль умер 30 декабря 1691 года и погребен в Вестминстерском аббатстве - месте захоронения выдающихся людей Англии. 1. Установил, что изменение объема газа обратно пропорционально изменению давления. 2. Доказал, что воздух изменяется от горения в нем тел, что некоторые металлы увеличиваются в весе при нагревании. 3. Изобрел оригинальную воздушного насоса. конструкцию 4. Опроверг существование эфира, ввел понятие вакуума. Мариотт Эдм - французский физик, Родился в Дижоне, член Парижской АН со дня её основания (1666). Впервые описал слепое пятно в глазу (1668), в 1676 провел опыты о зависимости упругости воздуха от давления и вторично дал формулировку закона, открытого и опубликованного Р. Бойлем в 1662. Впервые использовал этот закон для определения высоты места по показаниям барометра. Описал многочисленные опыты о течении жидкостей по трубам и действие фонтанов (1686). (1620 – 1684) • В 1676 установил закон изменения объема данной массы газа от давления при постоянной температуре (закон Бойля – Мариотта); • Исследовал высоту подъема фонтанов, • Доказал увеличение объема воды при замерзании. • Обнаружил в 1666 слепое пятно в глазу, • Исследовал цвета, в частности цветные кольца вокруг Солнца и Луны, Задача №1 Баллон вместимостью V1=0,02 м3 содержащий воздух под давлением p1=4*105 Па, соединяют с баллоном вместимостью V2=0,06 м3, из которого выкачан воздух. Определите давление р, установившееся в сосудах. Температура постоянна. Дано: V1=0,02 м3 р1=4*105 Па V2=0,06 м3 Найти р2-? Анализ и решение: По условию задачи Т=const => процесс – изотермический. Пояснительный рисунок 1) Кран закрыт 2) Кран открыт После открытия крана воздух из 1 баллона займет весь предоставленный объём т.е. V1+V2. Применим закон Бойля-Мариотта. p1V1=p2(V1+V2) отсюда искомое давление равно p2=p1V1/V1+V2; [p]=Па*м3/м3=Па. р2=4*105Па*0,02м3/0,02м3+0,06м3=105 (Па) Ответ: давление установившееся в сосудах р2=105 Па Задача №2 Определите глубину озера, если объем воздушного пузырька удваивается при подъеме его со дна на поверхность. Температура пузырька не успевает измениться при подъеме Дано: ρ=1000 кг/м3 V2=2V1 g=9,8 м/с2 р2=рА=105 Па Т1=Т2=const Найти h-? Анализ и решение: Пояснительный рисунок р2 V2 h m=const р1 V1 Процесс - изотермический Запишем закон Бойля-Мариотта к процессу всплытия пузырька. 1 p1V1=p2V2; p1= ρgh+p2; V2=2V1 Тогда подставляя в уравнение 1 получим: (ρgh+p2)V1=p22V1 ρgh+p2=2p2 ρgh=2p2-p2=p2 => h=p2/ρg; [h]=H/м2/кг/м3*м/с2=м h=105/1000*10=10(м) Ответ: глубина озера h=10м