Prezentare pentru lecția „Gazul ideal în teoria cinetică moleculară (MKT). Valoarea medie a vitezei la pătrat a moleculelor”

Slide 1

Obiectivele lecției: 1. Să aveți o idee despre un gaz ideal ca model fizic. 2. Înțelegeți și enumerați de ce valori depinde presiunea gazului pe pereții vasului. 3. Scrieți ecuația de bază MKT. 4. Indicați modul în care modificările cantităților incluse în ecuația de bază MKT afectează modificările presiunii gazului.

Slide 2

Meci:

1. Moleculele se mișcă cu viteze enorme. 2. Corpurile își păstrează forma și volumul. 3. Atomii vibrează în jurul unei poziții de echilibru. 4. Distanța dintre molecule depășește dimensiunea moleculelor. 5. Moleculele vibrează, sărind periodic într-un loc nou. 6. Corpurile își păstrează forma, dar nu își păstrează volumul. A. Solide. B. Lichide. B. Gaze. Răspunsuri: 1-B 2-A 3-A 4-B 5-B 6-B

Slide 3


GAZ IDEAL Se știe că particulele din gaze, spre deosebire de lichide și solide, sunt situate unul față de celălalt la distanțe care depășesc semnificativ propriile dimensiuni. În acest caz, interacțiunea dintre molecule este neglijabilă și energie cinetică moleculele este mult mai mare decât energia interacțiunii intermoleculare. Pentru a afla cel mai mult proprietăți generale inerente tuturor gazelor, utilizați un model simplificat de gaze reale - un gaz ideal

Slide 4


Gaz ideal(model) 1. O colecție de un număr mare de molecule cu masa m0, dimensiunile moleculelor sunt neglijate (moleculele sunt luate ca puncte materiale). 2. Moleculele sunt situate la distante mari unele de altele si se misca haotic. 3. Moleculele interacţionează după legile ciocnirilor elastice se neglijează forţele de atracţie dintre molecule. 4. Vitezele moleculelor variază, dar la o anumită temperatură viteza medie a moleculelor rămâne constantă. Gaz real 1. Moleculele unui gaz real nu sunt formațiuni punctuale diametrele moleculelor sunt doar de zeci de ori mai mici decât distanța dintre molecule. 2. Moleculele nu interacționează conform legilor ciocnirilor elastice.

Slide 5


Slide 6

Dependența presiunii gazului ideal de:

Mase de molecule Concentratii de molecule Viteze moleculare

Slide 7


Slide 8


Slide 9


Slide 10


Slide 11


Ecuația de bază MCT pentru un gaz ideal. Presiunea gazului [Pa] Masa moleculară [kg] Concentrația moleculară Viteza moleculară [m/s]

Slide 12

Cum se va schimba presiunea gazului pe pereții vasului dacă:

masa moleculei va crește de 3 ori concentrația moleculelor va scădea de 4 ori viteza de mișcare a moleculelor va crește de 2 ori volumul va crește de 5 ori masa moleculei va scădea de 4 ori și concentrația va crește de 2 ori masa moleculei va crește de 2 ori și viteza de mișcare a moleculelor va crește de 3 ori concentrația moleculelor va crește de 3 ori, viteza de mișcare a moleculelor va scădea de 3 ori

Slide 13

Relația dintre presiune și energia cinetică medie

• Slide 14
  

  Energia cinetică medie mișcare înainte molecule

  Slide 15
  

  Relația dintre presiune și densitatea gazului. Densitatea gazului Concentrația moleculară Masa moleculară

„Temperatura și umiditatea aerului” - Energie în timpul condensului lichid... Presiunea și densitatea vaporilor de apă saturați la diferite temperaturi. Se produce evaporarea... 6. În aerul atmosferic există întotdeauna o anumită cantitate de vapori de apă. 8. Evaporare - ... Determină umiditatea absolută a aerului pe baza punctului de rouă. 9. Abur saturat …

„Molecule de gaz” - V. Gaze. Răspunsuri: Relația dintre presiune și densitatea gazului. 2. Înțelegeți și enumerați de ce valori depinde presiunea gazului pe pereții vasului. 3. Scrieți ecuația de bază MKT. Gaz ideal în MKT. 1. Aveți o idee despre un gaz ideal ca model fizic. Mase de molecule Concentratii de molecule Viteze moleculare.

„Experiență severă” - Sarcina nr. 2. Otto STERN (1888-1969), fizician. Născut în Germania, din 1933 în SUA. Sarcina nr. 1. PERRIN Jean Baptiste (1870-1942), fizician francez, clasa a X-a. Cilindrii au început să se rotească constant viteza unghiulara. Istoria fizicii în întrebări și probleme. Cursuri optionale de fizica. A descris nucleul unei celule vegetale și structura ovulului.

„Umiditatea aerului” - Ce instrumente sunt folosite pentru a determina umiditatea aerului? Instituția de învățământ municipală „Școala secundară Kemlyanskaya” din districtul municipal Ichalkovsky din Republica Mordovia. Ce rol joacă evaporarea în viața umană? Umiditate absolută. Cum se numește umiditatea absolută a aerului? Obiectivele lecției: Consolidare. De ce geamurile transpira iarna dacă sunt mulți oameni în cameră?

„Lecția de umiditate a aerului” - Citirile higrometrului sunt corecte? Tabelul „Umiditatea aerului”. 1.Motivația activitate cognitivă(1718, Sankt Petersburg. Abilități dezvoltate: 3. Umiditatea relativă seara la 16? C este 55%. Comparați; analizați; trageți concluzii; lucrați cu instrumente, tabele, calculatoare. Folosiți un termometru pentru a lua punctul de rouă și apoi determinați umiditatea relativă a aerului.

„Aer” – Înțelesul lui aer. Într-o astfel de „cămașă” planeta noastră nu se supraîncălzește de la Soare. Fiecare ființă vie de pe Pământ respiră aer. Proprietățile aerului. Formarea deprinderilor de prezentare a informațiilor primite sub formă de desene grafice. Apoi a pompat aerul din balon, a astupat gaura și a pus-o înapoi pe cântar. Și poți „ieși” din oceanul de aer doar pe o navă spațială.

Sunt 19 prezentări în total

LEGILE GAZULUI IDEAL ALE GAZULUI IDEAL

GAZ IDEAL

este un model teoretic al unui gaz care nu ține cont de dimensiunile moleculelor (sunt considerate puncte materiale) și de interacțiunea lor între ele (cu excepția cazurilor de coliziune directă). Gazele reale sunt bine descrise de modelul de gaz ideal atunci când energia cinetică medie a particulelor lor este mult mai mare decât energia potențială a interacțiunii lor. Acest lucru se întâmplă atunci când gazul este suficient de încălzit și rarefiat (heliu, neon în condiții normale).

LEGEA BOYLE-MARIOT

– la o temperatură constantă, produsul dintre volumul unei mase date de gaz și presiunea acestuia este o valoare constantă. În fizica modernă, legea Boyle-Mariotte este considerată una dintre consecințele ecuației de stare a unui gaz ideal (ecuația Mendeleev-Clapeyron). Din legea Boyle-Marriott rezultă că la o temperatură constantă a unui gaz, presiunea acestuia este invers proporțională cu volumul său.

PROCES IZOTERM

Dacă temperatura gazului rămâne constantă, atunci Legea Boyle-Mariotte : pV= const.

LEGEA LUI GAY-LUSSAC

– la presiunea și masa constantă a gazului, raportul dintre volumul gazului și temperatura lui absolută este o valoare constantă. În fizica modernă, legea lui Gay-Lussac este considerată una dintre consecințele ecuației de stare a unui gaz ideal (ecuația Mendeleev-Clapeyron).

PROCES ADIABATIC (proces adiabatic)

este un model al unui proces termodinamic care are loc într-un sistem fără schimb de căldură cu mediu. Linia de pe diagrama de stare termodinamică a unui sistem care descrie un proces adiabatic de echilibru (reversibil) se numește adiabatic.

Prevederi teoria cinetică: 1. Gazele constau din particule solide mici în mișcare constantă, rapidă și aleatorie. 2. Particulele se deplasează în linii drepte. Mișcările lor sunt afectate doar de ciocniri cu alte particule sau cu pereții vasului care conține gazul. Forțele de atracție dintre molecule pot fi neglijate. 3.Toate coliziunile sunt absolut elastice. 4. Timpul în care particulele sunt în contact unele cu altele este foarte mic și poate fi neglijat. 5. Volumul propriu al moleculelor este foarte mic în comparație cu spațiul în care se mișcă. 6. Energia cinetică a moleculelor este mult mai mare decât energia potențială a interacțiunii. 7. Gazele sunt capabile să se extindă nelimitat și să ocupe întregul volum care le este furnizat. 8. Un amestec de gaze exercită pe pereții unui vas o presiune egală cu suma presiunilor fiecărui gaz individual (legea lui Dalton): presiunea dintr-un amestec de gaze care nu interacționează chimic este egală cu suma parțială a acestora. presiuni p = p 1 + p 2 + p 3 + ... 9. Echitabil legile gazelor(Boyle - Mariotte, Charles).

Un gaz ideal este un model teoretic al unui gaz în care dimensiunea și interacțiunea particulelor de gaz sunt neglijate și sunt luate în considerare doar ciocnirile elastice ale acestora. Dimensiunile moleculelor sunt mici în comparație cu distanțele dintre ele. Forțele de interacțiune apar doar în momentul ciocnirii. Moleculele sunt distribuite uniform pe tot volumul. Moleculele de gaz se mișcă haotic, adică același număr de molecule se mișcă în orice direcție. Vitezele moleculelor pot lua orice valoare. Ciocnirile sunt absolut elastice. Numărul de molecule este foarte mare. Pentru o singură moleculă, legile lui Newton sunt valabile.

Valoarea medie a pătratului vitezei moleculelor În diferite gaze, moleculele au viteze scalare diferite, dar energia cinetică medie rămâne constantă. Ek de molecule depinde de pătratul vitezei, prin urmare.... Fie V 1, V 2, V 3……. V N -, module de viteză moleculară

Înapoi Înainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate caracteristicile prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Primul nivel de dificultate.

Tip de lecție: combinată.

Durata totală a lecției: 1 oră și 10 minute.

Moment organizatoric (numar, subiect, aspecte organizationale).

(t = 2-3 min.)

(Diapozitivul 1)

UE 0. Stabilirea obiectivelor:

Scopul didactic al modulului:

(Diapozitivul 2)

1. Introducere în teoria gazelor suficient de rarefiate.
2. Dovada că viteza medie a moleculelor depinde de mișcarea tuturor particulelor.

. Repetare (t = 10–15 min.)

UE 1. Actualizarea cunoștințelor

Scop didactic privat:

1. Actualizare cunoștințe de bază pe subiectele modulului M1–M4.
2. Determinarea gradului de învățare de către elevi material educativ pentru a umple în continuare golurile.

Sarcina 1.

Pentru elevii de tip D: Completați tabelul, indicând denumirea (simbolul) unei mărimi fizice și unitatea de măsură a acesteia.

Evaluarea rezultatelor: 1 punct.

Pentru elevii I - tip: Gândește-te la conexiunile logice dintre formule (ramuri).

Creați singur un „arbore fizic”.

Evaluare rezultat: 1 punct.

Sarcina 2.

(Diapozitivul 3)

Algoritm generalizat pentru rezolvarea unei probleme tipice:

Pentru elevii I – tastați:

Sarcina nr. 1.

1. Determinați numărul de atomi în 1 m 3 de cupru. Densitatea cuprului este de 9000 kg/m3.
2. Utilizați un algoritm generalizat pentru rezolvarea problemelor de acest tip; aplicați-l pentru a rezolva această problemă, descriind acțiunile pas cu pas pe care le-ați efectuat.

Evaluare rezultat: 1 punct.

Pentru studenții de tip D:

Sarcina nr. 1.

1. Masa benzii de argint obținută în timpul rotației cilindrului în timpul unui experiment fizic este de 0,2 g Aflați numărul de atomi de argint conținut în acesta.
2. Notați acțiunile pas cu pas pe care le-ați întreprins pentru a rezolva problema.

Evaluare rezultat: 1 punct.

Comparați pașii pe care i-ați evidențiat cu acțiunile unui algoritm generalizat pentru rezolvarea problemelor de acest tip.

a 3-a etapă. De bază. Prezentarea materialului educațional.

(t = 30–35 min.)

UE 2. Modelul fizic al gazului – gaz ideal.

Scop didactic privat:

1. (Diapozitivul 4)
2. Formulați conceptul de „gaz ideal”.

Formarea unei viziuni științifice asupra lumii.

Explicațiile profesorului

(IT, IE, ID, DT, DE, DD) Partea 1. Când se studiază fenomenele din natură și practica tehnică, este imposibil să se ia în considerare toți factorii care influențează cursul unui anumit fenomen. Cu toate acestea, din experiență este întotdeauna posibil să se stabilească pe cele mai importante dintre ele. Atunci toți ceilalți factori care nu au o influență decisivă pot fi neglijați. Pe această bază se creează idealizat (simplificat

) ideea unui astfel de fenomen. Un model creat pe această bază ajută la studierea proceselor care au loc efectiv și la prezicerea cursului lor în diferite cazuri. Să luăm în considerare unul dintre aceste concepte idealizate.

(Diapozitivul 5) F.O.
– Numiți proprietățile gazelor.
– Explicați aceste proprietăți pe baza MCT.

– Cum este indicată presiunea? unități SI?

Proprietățile fizice ale unui gaz sunt determinate de mișcarea haotică a moleculelor sale, iar interacțiunea moleculelor nu are un efect semnificativ asupra proprietăților sale, iar interacțiunea are natura unei coliziuni, iar atracția moleculelor poate fi neglijată. De cele mai multe ori, moleculele de gaz se mișcă ca particule libere.

(Diapozitivul 6)

1. Acest lucru ne permite să introducem conceptul de gaz ideal, în care:
2. interacțiunea dintre molecule nu este deloc luată în considerare;
3. moleculele sunt considerate libere.

Sarcina 1.

Fișe cu o sarcină pentru fiecare elev I, D - tip .

Studenți de tip I:

1. După ce ați studiat cu atenție §63 p. 153, găsiți în text definiția unui gaz ideal. Memorează-l. (1 punct.)
2. Încercați să răspundeți la întrebarea: „De ce energia cinetică a unui gaz rarefiat este mult mai mare decât energia potențială de interacțiune?” (1 punct.)

Studenți de tip D:

1. Găsiți definiția unui gaz ideal în textul § 63 p.15. Memorează-l.
2. (1 punct.)
3. Scrieți formularea în caiet. (1 punct.)

Folosind tabelul periodic, numiți gazele care se potrivesc cel mai bine conceptului de „gaz ideal”. (1 punct.)

Scop didactic privat:

UE3. Presiunea gazului în MKT.

1. 1. Demonstrați că, în ciuda modificării presiunii, р 0 ≈ const.
2. Ce fac moleculele de gaz pereților recipientului în timpul mișcării lor?
3. Când va fi presiunea gazului mai mare?
4. Care este forța de impact a unei molecule? Poate un manometru să înregistreze forța de impact a unei molecule? De ce?

Trageți o concluzie de ce valoarea medie a presiunii p 0 rămâne o anumită valoare.

Sarcina 1.

Fișe cu o sarcină pentru fiecare elev I, D - tip .

Moleculele de gaz care lovesc peretele recipientului exercită presiune asupra acestuia. Mărimea acestei presiuni este mai mare, cu atât este mai mare energia cinetică medie a mișcării de translație a moleculelor de gaz și numărul lor pe unitate de volum.

Elevii I, D – tip: Trageți o concluzie:

Evaluare rezultat: 1 punct.

De ce presiunea medie a gazului p 0 într-un vas închis rămâne practic neschimbată?

Explicațiile profesorului (IT, IE, ID, DT, DE, DD):

Apariția presiunii gazului poate fi explicată folosind un model mecanic simplu.

(Diapozitivul 8)

UE 4. Valorile medii ale modulului de viteză al moleculelor individuale.

Scop didactic privat:

(Diapozitivul 9)

Sarcina 1.

Introduceți conceptul de „valoarea medie a vitezei”, „valoarea medie a pătratului vitezei”.

Fișe cu o sarcină pentru fiecare elev I, D - tip.

Elevii I - tip:

1. Vă rugăm să citiți cu atenție § 64 pp.154–156.
   
   
   
2. Găsiți răspunsuri la întrebările din text:

Scrieți răspunsurile în caiet.

Studenți de tip D:

1. Studiu § 64 p.154–156. (1 punct.)
   Răspunde la întrebările:
   1.1.De ce depinde viteza medie de mișcare a tuturor particulelor?
   1.2. Care este valoarea medie a pătratului vitezei?
2. Găsiți răspunsuri la întrebările din text:

1.3. Formula pentru pătratul mediu al proiecției vitezei.

Generalizarea profesorului (IT, IE, ID, DT, DE, DD):

(Diapozitivul 10, 11)

Sarcina 2.

Introduceți conceptul de „valoarea medie a vitezei”, „valoarea medie a pătratului vitezei”.

Fișe cu o sarcină pentru fiecare elev I, D - tip.

Scrieți răspunsurile în caiet.

Problema nr. 2. La efectuarea experimentului Stern, banda de argint se dovedește a fi oarecum neclară, deoarece la o anumită temperatură vitezele atomilor nu sunt aceleași. Pe baza determinării grosimii stratului de argint în diferite locuri de pe bandă, este posibil să se calculeze proporția de atomi cu viteze situate într-un anumit interval de viteză din numărul lor total. În urma măsurătorilor s-a obținut următorul tabel:

etapa a 4-a. Controlul cunoștințelor și aptitudinilor elevilor.

(t = 8-10 min.)

UE5. Controlul ieșirii.

Scop didactic particular: Verificarea stăpânirii elementelor educaționale; evaluează-ți cunoștințele.

Fișe cu o sarcină pentru fiecare elev I, D - tip .

Sarcina 1.

Elevii I, D - tip

Determinați care dintre proprietățile gazelor reale enumerate mai jos nu sunt luate în considerare și care sunt luate în considerare în modelul de gaz ideal.

1. Într-un gaz rarefiat, volumul pe care l-ar ocupa moleculele de gaz dacă ar fi „ambalate” strâns (volumul propriu) este neglijabil în comparație cu întregul volum ocupat de gaz. Prin urmare, volumul intrinsec al moleculelor din modelul de gaz ideal...
2. Într-un vas care conține un număr mare de molecule, mișcarea moleculelor poate fi considerată complet haotică. Acest fapt este în modelul cu gaz ideal...
3. Moleculele unui gaz ideal se află în medie la asemenea distanțe unele de altele încât forțele de aderență dintre molecule sunt foarte mici. Aceste forțe sunt într-un mol de gaz ideal....
4. Ciocnirile de molecule între ele pot fi considerate absolut elastice. Acestea sunt proprietățile modelului de gaz ideal...
5. Mișcarea moleculelor de gaz respectă legile mecanicii lui Newton. Acest fapt în modelul cu gaz ideal...
   A) nu este luat în considerare (sunt)
   B) luate în considerare (sunt luate în considerare)

Sarcina 2.

– Se dau explicații (A–B) pentru fiecare dintre expresiile pentru vitezele moleculelor (1–3). Găsiți-le.

A) După regula adunării vectoriale și teorema lui Pitagora, pătratul vitezei υ orice moleculă poate fi scrisă astfel: υ 2 = υ x 2 + υ y 2

B) direcțiile Ox, Oy și Oz datorate mișcării aleatorii a moleculelor sunt egale.

C) cu un număr mare (N) de particule care se mișcă haotic, modulele de viteză ale moleculelor individuale sunt diferite.

Evaluarea rezultatului: verificați-vă cu codul și evaluați. Pentru fiecare răspuns corect - 1 punct.

etapa a 5-a. Rezumând.

(t=5 min.)

UE6. Rezumând.

Scop didactic privat: Completarea fisei de control; evaluează-ți cunoștințele.

Fișă de control (IT, IE, ID, DT, DE, DD):

Completați fișa de control. Calculați puncte pentru îndeplinirea sarcinilor. Acordați-vă o evaluare finală:

16–18 puncte – „5”;
13–15 puncte – „4”;
9–12 puncte – „trece”;
mai puțin de 9 puncte – „eșuează”.

Predați lista de verificare profesorului.

Element educativ	Sarcini (intrebare)		Total puncte
	1	2
UE1	1	1	2
UE2	3		3
UE3	1		1
UE4	1	3	4
UE5	5	3	8
Total			18
Nota			….

Teme diferențiate:

"Test": Găsiți în tabelul „ Tabel periodic elementele D.I. Mendeleev" elemente chimice, care în proprietățile lor sunt cel mai aproape de un gaz ideal. Explicați alegerea dvs.

„Eșuează”: § 63–64.

(Diapozitivul 12).

Resurse de internet: