Автор: Бахтина Ирина Владимировна, учитель физики
Post on 03-Jan-2016
94 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Автор: Бахтина Ирина Владимировна, учитель физикиМБОУ «СОШ №3 г. Новый Оскол Белгородской области
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА.ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ
СОДЕРЖАНИЕ
• Уравнение состояния идеального газа …...
• Понятие изопроцесса ……………………........
• Изотермический процесс……………………..
• Изобарный процесс ……………………………
• Изохорный процесс …………………………....
• Тестовые задания …………………………….....
Зависимость давления идеального (достаточно разреженного) газа
от температуры и концентрации его молекул имеет вид: p = nkT
Попытаемся получить на основе этой зависимости уравнение, связывающее все три макроскопических параметра,
характеризующие состояние идеального газа: p, V , T
p = nkT n = NV p = kT N = NА
mM
NV
mM
NАp = kT1V
mM
NА pV = kT обе части уравнения умножим на V, получим :
NAk = R = 6,02 х 10 231/моль х 1,38 х10 -23 Дж/К = 8,31 Дж/(моль.К)
R = 8,31 Дж/(моль К) – универсальная газовая постоянная
уравнение состояния идеального газа
mM
pV = RT
mM
pV = RT
p1V1 T1
mM
R=
Запишем уравнение состояния в виде pV T
mM
R=
p2V2 T2
mM
R=
Выберем газ с молярной массой М и рассмотрим два его
состояния в закрытом сосуде (m = const)
pV T
mM
R= p1V1 T1
= p2V2 T2
получил Б. Клапейрон
уравнение Менделеева - Клапейрона
уравнение Клапейрона
получил Д.И.Менделеев
pV T
= const
p1V1 T1
= p2V2 T2
mM
pV = RT
С помощью уравнения состояния можно исследовать процессы, в
которых масса газа постоянна: m = const
Количественные зависимости между двумя параметрами газа при
неизменном значении третьего параметра называют газовыми законами.
Процессы, протекающие при неизменном значении одного из
параметров: p, V, T - называют изопроцессами.
процесс закон графики термодинамика
m = const
ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянной температуре называют ИЗО ИЧЕСКИМ
pV T
= const при Т = const pV = const
V р
Пример: медленное расширение (сжатие) воздуха под поршнем в сосуде
Закон Бойля – Мариотта: для газа данной массы произведение давления на объем постоянно,если температура не меняется
p
V2
2
1
1/4
1/4 1
1/2
1/2
р1V1 = р2V2
ТЕРМ
изотермическое расширение
изотермическое сжатие
процесс закон графики термо- динамика
Т = const
m = const
изотерми-ческий
Бойля -Мариотта
V
T T
рT1<T2
T2
T1
р
V
р1V1 = р2V2
ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
изотермы
ВАЖНО: из двух изотерм в координатах pV выше расположена та, на которой температура больше.Из графиков видно, что при фиксированном значении V
р1 < р2, что возможно лишь при T1<T2
V
р1
р2
ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс изменения состояния газа при постоянном давлении называют ИЗОБАРНЫМ
pV T
= const при р = const V
T= const
Закон Гей-Люссака: для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно,если давление газа не меняется
V1 T1
= V2
T2
V Т
Пример: расширение газа при нагревании в сосуде с подвижным поршнем при ратм= const
V
T
V1
V2
T2 T1 T3
V3
изобарное нагреваниеизобарное охлаждение
ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ процесс закон графики термо- динамика
m = const
р
V
V
T T
рр2
р1
изобары
ВАЖНО: из двух изобар в координатах VТ выше расположена та, на которой давление меньше.Из графиков видно, что при фиксированном значении Т
V1 < V2 , что возможно лишь при p1 > p2
V1
V2
T
p2 < p1
изобарный Гей -Люссака
V1
T1
= V2
T2
р = const
ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕССПроцесс изменения состояния газа при постоянном объеме называют ИЗОХОРНЫМ
pV T
= const при V = const p
T = const
Закон Шарля: для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно,если объем газа не меняется
р1 T1
= р2
T2
р
T
р1
р2
T2 T1 T3
р3
Пример: нагревание газа в лампочке накаливания при ее включении V= const
р Т
изохорное охлаждениеизохорное нагревание
ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ
m = const процесс закон графики термо- динамика
р
V T
VV2
V1
Изохоры
T
V2 < V1р
T
ВАЖНО: из двух изохор в координатах pТ выше расположена та, на которой объем меньше.Из графиков видно, что при фиксированном значении Т
р1 < р2 , что возможно лишь при V2 < V1 .
p1
p2
V = const p1
T1
= p2
T2
изохорный Шарля
V
T
V
T
V
T
V
T
V
T
V
T
V
р
V
р
V
р
V
р
V
р
V
р
р
Tр
T
р
T
р
T
р
T
р
T
1 32 4 5 6
7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18
Расположите номера процессов в соответствующие колонки таблицы
:
изохорное изобарноеизотермическое расширение сжатиенагревание нагреваниеохлаждение охлаждение
13, 14, 15 3, 5, 8 4, 6, 7 11, 12, 18 1, 2, 9 10, 16, 17
• На рисунке показан график зависимости объема одноатомного идеального газа от температуры. Найти отношение давлений газа р2 /р1
5 2
V
Т
V
р• На рисунке представлены графики процессов, проводимых с постоянной массой идеального газа . Какой из процессов изображен на графике 1?
адиабатный изотермический изохорный изобарный
21
3
4
V
р
1
2
1
2
V0
Т0
25
5
2
Т2 = 4 Т1 Т2 = ¾ Т1 Т2 = 4/3 Т1 Т2 = ¼ Т1
• В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Как изменится температура газа, если он перейдет из состояния 1 в состояние 2 ?
1
0 баллов 1 балл
2 3 4
1 432
0 баллов
1 балл
1 балл
0 баллов
1
3
2
4
0 баллов0 баллов
0 баллов0 баллов
0 баллов0 баллов
• На рисунке показан график процесса, проведенного над 1 молем идеального газа. Найдите отношение температур Т2 /Т1.
6 5 15 3
р
V5V03V0V0
3р0
р0
2р0
• Один моль разреженного газа сначала изотермически сжимали, а затем изохорно нагревали. На каком из рисунков изображен график этих процессов?
1 2 3 4
р
V
р
Т
V
Т
V
Т
1 2 3 4
0 баллов0 баллов0 баллов
0 баллов0 баллов0 баллов
1 балл
1 балл
1 432
1 432
1
2
3
• На диаграмме представлена зависимость объема идеального газа постоянной массы от абсолютной температуры. Как изменяется его давление в процессе 1 – 2 – 3 ?
на участках 1 – 2 и 2 – 3 увеличиваетсяна участках 1 – 2 и 2 – 3 уменьшаетсяна участке 1 – 2 уменьшается, на участке 2 – 3 не изменяетсяна участке 1 – 2 не изменяется, на участке 2 – 3 увеличивается
V
Т
3
2 1
• В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ. На рисунке показан график зависимости объема газа от его температуры.
В каком состоянии давление газа наибольшее?
А В С Д
V
Т
А
В С
Д
1
4
3
2
1 432
0 баллов0 баллов0 баллов
0 баллов0 баллов0 баллов
1 балл
1 балл
• Разреженный углекислый газ изобарно сжимается. Масса газа постоянна. Как надо изменить абсолютную температуру газа, чтобы уменьшить его объем в 4 раза?
повысить в 16 раз повысить в 4 раза понизить в 16 раз понизить в 4 раза
• В цилиндрическом сосуде под поршнем находится идеальный газ, давление которого 4 х 105 Па и температура 300 К. Как надо изменить объем газа, не меняя его температуры, чтобы давление увеличилось до 0,8 х 106 Па?
увеличить в 2 раза увеличить в 4 раза уменьшить в 2 раза уменьшить в 4 раза
• Давление 3 моль водорода в сосуде при температуре 300 К равно р1. Каково давление 1 моль водорода в этом сосуде при вдвое большей температуре?
3/2р1 2/3 р1 1/6 р1 6р1
1
43
2
1
43
2
1 432
0 баллов0 баллов0 баллов
0 баллов
0 баллов
0 баллов
0 баллов0 баллов0 баллов
1 балл
1 балл
1 балл
р, 10 4 Па
V,м30,8
60
40
0,2 0,6
20
0,4
• На рисунке показан график изотермического расширения водорода массой 4 х10 -2 кг. Определите его массу, округлив ответ до целых
300 К 332 К 600 К 900 К
Т
р
2
1
• Одноатомный идеальный газ неизменной массы находится в сосуде с поршнем. Процесс изменения состояния газа показан на диаграмме. Как изменяются в ходе процесса объем, давление и температура газа?
Каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Физические величины
А) объем газа Б) давление газа В) температура газа
их изменения
1.не изменяется2.увеличивается 3.уменьшается
А Б В
1 432
0 баллов0 баллов0 баллов 1 балл
Использованная литература
• Физика : Учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н.Сотский. – 12-е изд. – М. : Просвещение, 2004 .
• ЕГЭ 2011. Физика. Универсальные материалы для подготовки учащихся / ФИПИ – М. : Интеллект – Центр. 2011.
• Самое полное издание типовых вариантов ЕГЭ: 2011, 2012 : Физика / авт. – сост. А.В.Берков, В.А.Грибов. – М.: АСТ: Астрель, 2011, 2012.
• Портреты ученых – страницы свободного доступа сети интернет
• Рекомендации по использованию триггеров в тестовых заданиях даны Г.Ф.Кузнецовым.
top related