Исследовательская работа по физике в 7 классе. Тема «Определение зависимости давления газа от температуры»

Муниципальное бюджетное учреждение общеобразовательная

организация средняя общеобразовательная школа №15 рабочего поселка Майский

Советско - Гаванского муниципального района

Определение зависимости давления газа от температуры

Исследовательская работа

Автор: Гажимова Алиса, ученица 7 класса

Руководитель: Филимонова Л.И., учитель физики

п. Майский

2014 год.

Содержание

1. Введение

2. Проблема исследования

3. Актуальность темы и практическая значимость исследования

4. Объект и предмет исследования

5. Цели и задачи

6. Гипотеза исследования

7. Основная часть исследовательской работы

8. Описание места и условий наблюдений и опытов

9. Методика исследования, её обоснованность

10. Основные результаты эксперимента

11. Обобщение и выводы

12. Заключение

13. Список литературы

14. Приложения

-2-

Известно, что газ всегда занимает весь предоставленный объем сосуда, в котором он находится. Следовательно, он создает давление на стенки сосуда во всех его точках. Какова его природа? Молекулы газа движутся беспорядочно и ударяют в стенки сосуда. При этом сила удара отдельной молекулы мала, но за единицу времени даже на площадь в 1 см² ударяет огромное количество молекул. Поэтому давление может быть создано весьма значительное. Любое направление движения молекул совершенно равноправное и поэтому давление газа на любой фрагмент стенки сосуда одинаковое. Таким образом, давление газа создается ударами хаотически движущихся молекул.

Проблема: Изменится ли объем воздуха в сосуде при изменении температуры окружающей среды, в которую он помещен? Как при этом меняется давление газа?

Актуальность данного исследования я вижу в том, что тема «Давление газа» является практически важной в курсе физики. А значит, я могу применять эти знания не только на уроках физики в дальнейшем, но и на уроках ОБЖ. Знания о давлении газа могут пригодиться мне в повседневной жизни. Все эти сведения помогут подготовиться к экзамену за курс основной школы. Эта тема мне очень понравилась, и я решила изучить её углубленно.

Объект моего исследования - давление газа в воздушном шарике, а предметом изучения - изменение объема воздуха в шарике при различных температурных режимах.

Цель работы:

1. Выяснить зависимость давления от температуры и размеров воздушного шарика

2. Подтвердить теоретические факты опытными результатами

Задачи исследования:

1. Произвести замеры размеров шарика при минусовой температуре

2. Определить размер окружности шарика при высокой плюсовой температуре

3. Занести результаты измерений в таблицу

Гипотеза:Я могу предположить, что температура воздуха влияет на объем шарика, и он уменьшается, либо увеличивается в размерах.

Основная часть исследовательской работы

Наблюдения и опыты я проводила в домашних условиях, используя балкон и включенную электрическую плиту на максимальную температуру. Для проведения опытов, я надула воздушный шарик и наблюдала за ним в течение 30 минут при температуре в комнате +24⁰С. Направляя струю воздуха при надувании шарика в одном направлении, заставила его раздуться сразу во все стороны.

-3-

Его форма стала близка к сферической. Поэтому можно утверждать, что давление газа по всем направлениям одинаковое.

Главное, что объем шарика будет расти до величины, при которой сила давления воздуха внутри шара не сравняется с силой упругости её оболочки. Измерив окружность шарика, я занесла данные в таблицу.

Затем вынесла шарик на балкон и оставила его на 30 минут. Термометр показывал -10⁰С. Шарик на морозном воздухе уменьшился в объеме, размер его окружности стал 47 см, что на 2 см меньше первого опыта. Очевидно, что с уменьшением температуры, давление воздуха внутри шарика уменьшилось. Это означало, что количество ударов о стенки снизилось.

Внеся шарик в теплую комнату, я повесила его над раскаленной плитой. Термометр показал +32⁰С. Его объем очень скоро стал увеличиваться и достиг 52 см по окружности. Число ударов молекул о стенки стало больше. Это и привело к увеличению давления. (Приложения №1,2)

Табличные результаты свидетельствуют об изменениях размеров окружности шарика.

Температура окружающей среды,

⁰С

Время измерения,

мин

Размер окружности,

см

+24

30

49

- 10

30

47

+32

30

52

Заключение:

На основании проведенного эксперимента и наблюдений за изменением размеров шарика, я выяснила, что при нагревании объем увеличился. Это и приводит к увеличению давления газа на стенки шарика, которое обусловлено более частыми и сильными ударами молекул о стенки сосуда. И, наоборот, при охлаждении молекулы движутся медленнее, количество ударов о стенки уменьшается. Давление и объем уменьшаются. Путем эксперимента я доказала прямую зависимость между давлением газа и температурой.

Литература:

1. А.В.Перышкин. Физика 7 класс. М.: Дрофа, 2011.

2. Библиотека «Первого сентября». М.: «Первое сентября», 2002.

- 4-

Приложение №1