2-й семестр

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

1. Свойства газов, жидкостей, твердых тел

Урок 6/77

Тема. Решение задач на графики изопроцесса

Цель урока: повторить, углубить и закрепить знания учащихся о газовые законы при решении графических задач

Тип урока: закрепление знаний

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ УРОКА

Усвоению и закреплению знаний при решении задач на графики изопроцесса помогает качественный подбор графических задач. В зависимости от уровня подготовки класса, учитель должен подобрать такие задачи, чтобы ученикам было интересно работать на уроке. Ниже приводится примерный перечень заданий, из которых учитель может выбрать необходимые для данного урока.

Большую методическую ценность имеют графические задачи. Рекомендуется решать задачи с применением изображений изопроцесса в различных координатных осях (pV, рТ и VT); анализировать явления, изображаемые замкнутыми циклами, состоящими из перечисленных изопроцесса; изображать на координатной плоскости совокупность кривых одинаковых процессов газа и анализировать условия перехода газа из одного равновесного состояния в другое, которые соответствуют различным кривым.

ЗАДАЧИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ВО ВРЕМЯ УРОКА

1. Как менялось давление идеального газа в ходе процесса, график которого изображен на рисунке? Укажите точки на графике, соответствующие показателям наибольшего и наименьшего давления.

Решение

Проведем через разные точки графика изобары (см. рис.). Наибольшему давлению соответствует самая низкая ізобара, поэтому наибольшее давление достигается в нижней точке соприкосновения В.

Наименьшее давление соответствует верхней точке А. Во время перехода от точки А к точке В давление газа возрастает, а при переходе от точки В к точке А давление снижается.

2. Постройте графики процесса, происходящего с идеальным газом (см. рис.), в координатах V, Т и р, V. Масса газа постоянна.

Решение

Прежде чем строить графики, нужно выяснить, что собой представляет каждый этап замкнутого процесса, происходящего с газом. (Пользуясь газовыми законами, можно сделать вывод и дать характеристику изменения объема газа на каждом из этапов.) Этап 1-2 - изотермическое расширение (температура постоянна, давление уменьшается), этап 2-3 - ізобарне охлаждения (давление постоянный, температура уменьшается), этап 3-1 - ізохорне нагрева (давление увеличивается прямо пропорционально абсолютной температуре газа).

Этап 1-2: Т = const, p - приходит, V - возрастает (пропорционально 1/г). Этап 2-3: Т - приходит, р = const, V - падает (пропорционально Т). Этап 3-1: Т - растет, p - растет (пропорционально Т), V = const. При построении графиков в координатах V, Т I p, V следует учитывать, что эти графики должны быть замкнутыми (см. рис.).

3. Идеальный газ переведен из состояния 1 в состояние 2 (см. рис.). Где газ данной массы имел больший объем: в точке 1 или в точке 2?

4. Идеальный газ переведен из состояния 1 в состояние 2 (см. рис.). Увеличивался или уменьшался давление газа данной массы в течение процесса 1-2?

Домашнее задание

1. Конспект.

2. Решение задач:

р2): 1. На рисунке изображены две изобары для и той же массы газа (рис. а). Сравните давление р1 и р2.

2. На рисунке изображены две ізохори для той же массы газа (рис. б). Сравните объемы V1 и V2.

3. Сравните температуру данной массы газа в состояниях 1 и 2 (рис. в).

Г3): 1. Постройте графики процесса, происходящего с идеальным газом (рис. а), в координатах p, V и р, Т. Масса газа постоянна.

2. Постройте графики процесса, происходящего с идеальным газом (рис. б), в координатах V, Т и р, V. Масса газа постоянна.

3. В каких состояниях температура газа во время циклического процесса (рис. в) максимальная? минимальная? Во сколько раз отличается максимальная абсолютная температура от минимальной?