Урок по физике по теме Решение задач по теме: Молекулярно – кинетическая теория идеального газа

Урок № 87

Решение задач по теме: Молекулярно - кинетическая теория идеального газа

Цель урока: повторить и систематизировать знания по теме, совершенствовать умение логически мыслить, обобщать, решать качественные, графические и расчетные задачи.

Ход урока

Организационный.

Мы закончили изучение теории, которая получила название «Молекулярно-кинетическая теория». На основании этой теории мы смогли с вами объяснить строение, свойства и изменение состояния вещества на основе законов движения и взаимодействия его частиц

Цель урока: повторить полученные знания по этой теме, обобщить их, найти им применение при решении задач.

Подготовка к активному усвоению.

Вспомним структуру раздела «Молекулярная физика» и основные положения молекулярно-кинетической теории.

Проверка домашнего задания в виде беседы с учащимися.

1. Какие явления рассматривает молекулярно - кинетическая теория?

2. Прокомментируйте основные положения МКТ.

3. Какими опытами были доказаны эти положения?

4. Модель какого вещества используется в МКТ? Охарактеризуйте эту модель.

5. Почему газы оказывают давление на стенки сосудов любой формы и размеров? Объясните это с точки зрения модели «идеального газа».

6. Получите основное уравнение MКТ идеального газа.

7. Вывести формулу связи для давления и средней кинетической энергии молекул.

8. Состояния теплового равновесия, характеризуется макроскопической величиной. Что это за величина?

9. Чем удобнее абсолютная шкала температур по сравнению с другими шкалами?

10. Зная температуру t по шкале Цельсия, как найти температуру по шкале Кельвина?

11. Что понимаете под температурой абсолютного нуля температур?

12. Как правильно выразить с помощью формулы связь между Е̄ и Т?

13. Из основного уравнения МКТ, вывести уравнение состояния газа. Частные случаи для изотермического, изобарного, изохорного процессов получить из уравнения состояния.

14. Получить в графической форме газовые законы.

15. С помощью каких опытов доказали справедливость молекулярно - кинетической теории?

Решение задач.

Рассчитайте давление, которое производят молекулы газа на стенки сосуда, если масса газа составляет 3 г, объем равен 5·10^-3 м³, а средняя квадратичная скорость молекул - 500 м/с.

Пример решения.

p n

2. Идеальный газ нагрели на 150 К средняя скорость его молекул возросла от 400 до 500м/с. На сколько градусов надо повысить температуру газа, чтобы средняя скорость его молекул выросла от 500 до 600 м/с?

E = 3 k T/2; E= m₀V²/2; m₀V²/2 = 3k T/2;

m₀V₁²/2 = 3k T₁/2; m₀V₂²/2 = 3k T₂/2; m₀V32/2 = 3kT3/2

m₀(V₂² - V₁²) /2 = 3 k/2 (T₂ - T₁)

m₀(V₂²- V₁²)/2 = 3k ΔT2-1; m₀(V32 - V₂²)/2 = 3k ΔT3-2

ΔT₂/ΔT₁ = V₂˚² -V₁˚²/ V₂² - V₁²; ΔT₂ = ΔT₁(V₂˚² - V₁˚²) / V₂² -V₁² ΔT₂ = ΔT3-2 = 183,3 K

3. Найти среднюю квадратичную скорость молекулы водорода при температуре 27˚С.

E = 3kT/2; E= m₀V̄²/2; 3kT/2 = m₀V̄²/2; так как m₀= M/NA, то 3kT/2 = MV̄²/2NA

Тогда V² = 3R T/M; V = 1900 (м/с)

Самостоятельное решение.

1. Чему равна молекулярная масса азота? ( 28·10-3 кг/моль).

2. Найти число молей в 42 граммах азота. (1,5моля)

3. Имеется азот в количестве 42 граммов. Рассчитать число молекул в нем. ( 9·1023 )

4. Изменится ли давление, если концентрация молекул газа увеличилась в 2 раза, а средняя кинетическая энергия движения молекул уменьшилась в 2 раза? (нет)

5. Давление азота в сосуде 100 кПа при температуре 27˚С. Найти плотность этого газа. (1, 1 кг/ м3)

6. Начертите график изменения состояния идеального газа, в ( P,T) координатах.

7. Найти температуру газа в горящей лампе, если давление увеличилось с 80 кПа

до 100 кПа после включения лампы. Температура в выключенной лампе была 7˚С.

( 77˚ С)

Подведем итоги урока. Домашнее задание: «Краткие итоги главы»