Какое утверждение неправильно при неизменных условиях давление газа постоянно

Содержание статьи

Энергия теплового движения молекул

Учебные занятия

Е. А. Зюзин,
МОУ СОШ № 4, г. Борисоглебск, Воронежская обл.

Задачи урока: развитие творческих способностей учащихся; формирование навыков самостоятельной работы.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания (тестирование, 5-6 мин)

I вариант

1. Тепловым равновесием называют такое состояние, при котором неизменным остаются:

1) давление; 2) температура; 3) объём; 4) давление, объём и температура.*

2. Какая из приведённых ниже формул является основным уравнением молекулярно-кинетической теории?

3. Давление газа на стенку сосуда обусловливается:

1) притяжением молекул друг к другу;

2) столкновениями молекул со стенками;

3) столкновениями молекул газа между собой;

4) проникновением молекул сквозь стенки сосуда.

4. Как изменится давление разреженного газа, если число молекул газа и его объём увеличить в 2 раза, а температуру оставить неизменной?

1) увеличивается в 2 раза;

2) уменьшится в 2 раза;

3) увеличится в 4 раза;

4) не изменится.

5. Какие из приведённых ниже формул верны?

II вариант

1. Какое утверждение неправильно? При неизменных условиях:

1) давление газа постоянно;

2) внутренняя энергия постоянна;

3) скорости всех молекул газа одинаковы;

4) температура газа постоянна.

2. Значение абсолютной температуры, соответствующее 10 °С, приблизительно равно:

1) -283 К; 2) -263 К; 3) 263 К; 4) 283 К.

3. Поток частиц, движущихся с одинаковыми скоростями υ, соударяется со стенкой. Давление этих частиц на стенку пропорционально:

1) υ2; 2) υ-1; 3) υ; 4) υ3.

4. Абсолютная температура газа увеличилась в 4 раза. Средняя квадратичная скорость молекул:

1) увеличилась в 4 раза; 2) увеличилась в 2 раза; 3) уменьшилась в 2 раза; 4) уменьшилась в 4 раза.

5. Какая из приведённых ниже формул не верна?

Карточки с ответами собирают, их проверяет учитель. В это время учащиеся в парах проводят взаимный опрос по теории. Вопросы написаны на доске: • Что называется тепловым равновесием? • Что называется абсолютным нулём температуры? • Физический смысл постоянной Больцмана и её числовое значение. • Формулы связи между средней кинетической энергией молекул и абсолютной температурой, давлением и абсолютной температурой. • Выведите закон Авогадро. • Формулы для расчёта средней квадратичной скорости молекул.

После взаимного опроса учитель подводит итоги тестирования, указывает на ошибки, разъясняет наиболее сложные вопросы. Затем записывает тему урока, поясняет его цели и задачи.

К доске вызывают ученика, и класс решает вместе с ним задачу: «Найти температуру водорода и среднюю квадратичную скорость молекул, если давление водорода 100 кПа, а концентрация его молекул 1025 м-3».

Класс разбивается на группы. Каждой группе даются две задачи: расчётная (№ 557, 559, 564, 573, 567 из сборника задач под ред. Г.Н. Степановой) и экспериментальная: • найти среднюю квадратичную скорость молекул воздуха в классе • рассчитать количество молекул воздуха в классе • найти массу воздуха в классе • определить плотность воздуха в кабинете • найти концентрацию молекул различными способами. В распоряжении учащихся термометры, рулетка, барометр.

После работы в группах обсуждаются экспериментальные задачи. От каждой группы задание представляют 2 человека. В обсуждении принимает участие весь класс. Учащиеся предлагают свои способы определения искомых величин. Учитель оценивает наиболее активных учащихся. Затем подводит итог урока, учащиеся получают оценки с учётом тестовой проверки знаний, взаимного опроса и работы в группах.

Дифференцированное домашнее задание.

Для подготовленных учащихся: 1) на сколько процентов увеличится средняя квадратичная скорость молекул воздуха днём по сравнению с той же скоростью утром? 2) № 575 (сб. Г.Н. Степановой).

Для остальных: задачи № 555, 574 (сб. Г.Н. Степановой).

Евгений Александрович Зюзин — учитель физики высшей квалификационной категории, победитель всероссийского конкурса в рамках ПНПО «Лучшие учителя России». Окончил физмат Борисоглебского ГПИ в 1973 г., педагогический стаж 36 лет. Работал в школах № 6 и № 4 г. Борисоглебска. Ученики неоднократно побеждали на городских физических олимпиадах.

* Правильный ответ: 2 или 4 в зависимости от определения. — Ред.

Источник

Тестовые задания по физике на тему «Основное уравнение МКТ идеального газа» (10 класс)

Основное уравнение МКТ идеального газа*

1. Давление газа на стенку сосуда обусловлено

а) притяжением молекул друг к другу

б) столкновениями молекул со стенками сосудов

в) столкновением молекул газа между собой

г) проникновением молекул сквозь стенки сосуда

2. Как изменилось давление идеального газа, если в данном объеме скорость каждой молекулы газа увеличилась в 2 раза, а концентрация молекул осталась без изменения?

а) увеличилось в 2 раза

б) увеличилось в 4 раза

в) уменьшилось в 2 раза

г) уменьшилось в 4 раза

3. При повышении температуры идеального газа в запаянном сосуде его давление увеличивается. Это объясняется тем, что с ростом температуры…

а) увеличиваются размеры молекул газа

б) увеличивается энергия движения молекул газа

в) увеличивается потенциальная энергия молекул газа

г) увеличивается хаотичность движения молекул газа

4. Как изменится концентрация молекул газа при уменьшении объема сосуда в 2 раза?

а) увеличится в 2 раза

б) уменьшится в 2 раза

в) не изменится

г) уменьшится в 4 раза

5. При уменьшении температуры средняя кинетическая энергия молекул

а) увеличится

б) уменьшится

в) не изменится

г) иногда увеличится, иногда уменьшится

6. Какое утверждение неправильно?

При неизменных условиях

а) давление газа постоянно

б) скорости всех молекул одинаковы

в) внутренняя энергия газа постоянна

г) температура газа постоянна

7. В сосуде водород. Как изменится давление газа, если водород заменить кислородом так, что количество молекул и температура останутся неизменными?

а) увеличится в 4 раза

б) уменьшится в 16 раз

в) не изменится

г) увеличится в 16 раз

Основное уравнение МКТ идеального газа** 1. При неизменной концентрации молекул гелия средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 4 раза. При этом давление газа:

1) уменьшилось в 16 раз 2) уменьшилось в 2 раза 3) уменьшилось в 4 раза 4) не изменилось

2. Давление газа зависит от: А) концентрации молекул

Б) средней кинетической энергии молекул Выберите верный вариант:

1) только от А 2) только от Б

3) и от А, и от Б 4) ни от А, ни от Б

3. В результате остывания газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул уменьшилась в 3 раза. При этом абсолютная температура газа:

1) уменьшилась в 3 раза 2) уменьшилась в 9 раз

3) уменьшилось в раз 4) не изменилась

4. В результате нагревания идеального газа его давление при постоянной концентрации молекул увеличилось в 2 раза. При этом абсолютная температура газа:

1) увеличилась в 4 раза 2) увеличилась в 2 раза 3) уменьшилось в 2 раза 4) не изменилась

5. При понижении температуры газа в запаянном сосуде давление газа уменьшается. Это уменьшение давления объясняется тем, что 1) уменьшается объём сосуда за счет остывания его стенок

2) уменьшается энергия теплового движения молекул газа

3) уменьшаются размеры молекул газа при его охлаждении

4) уменьшается энергия взаимодействия молекул газа друг с другом

6. На графике показана зависимость давления от концентрации для двух идеальных газов при фиксированных температурах.

Отношение температур этих газов равно:

1) 1 2) 2 3) 0,5 4)

7. На графиках представлены зависимости концентрации n и температуры T идеального газа от времени. Из этих зависимостей следует, что давление газа с течением времени

1) увеличивалось

2) уменьшалось

3) не изменялось

4) сначала увеличивалось, а потом не изменялось

8. В результате охлаждения одноатомного идеального газа его давление уменьшилось в 4 раза, а концентрация молекул газа не изменилась. При этом средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа

1) уменьшилась в 16 раз 2) уменьшилась в 2 раза

3) уменьшилась в 4 раза 4) не изменилась

Источник

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории план-конспект урока по физике (10 класс) на тему

«ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ »

Каширина Татьяна Николаевна

ТЕМА «ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ » 10 КЛАСС

Цели:

Обучающие: познакомить с понятием идеального газа, вывести основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

Развивающие:

развивать способности анализировать увиденное, логическое мышление и творческое воображение учащихся;
учить устанавливать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях, формулировать эмпирические закономерности.

Воспитывающие: воспитывать ответственное отношение к учебе, положительное отношение к предмету физики.

Оборудование:

воздушный насос, вакуумная тарелка, стеклянный колокол, воздушный шарик
презентация (Приложение 1)
карточки с тестом

Ход урока

I. Повторение пройденного. Беседа с учащимися с использованием презентации (Приложение 1)

Каковы основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества? (слайд 2)
Докажите, что все вещества состоят из молекул, между которыми есть промежутки? (слайд 3)
В чем суть броуновского движения? Доказательством каких положений является броуновское движение? (слайд 4)
Что такое диффузия? Доказательством каких положений является броуновское движение? (слайд 5)
Зависит ли скорость диффузии от температуры? (слайд 6)
О чем говорят опыты, показанные на слайде № 7
Каковы размеры молекул? (слайд 8)
Опишите словами модель взаимодействия между молекулами или атомами твердого тела. (слайд 9)
В каком агрегатном состоянии находится вещество, показанное на слайдах № 10,11,12? Укажите особенности расположения и движения молекул в различных агрегатных состояниях.

II. Изучение нового материала

Итак, мы знаем, что частицы в газах, в отличие от жидкостей и твердых тел, располагаются друг относительно друга на расстояниях, существенно превышающих их собственные размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше энергии межмолекулярного взаимодействия. Для выяснения наиболее общих свойств, присущих всем газам, используют упрощенную модель газа — идеальный газ.

Идеальный газ — это газ, у которого взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало (слайд13) (записываем в тетрадь)

Основные отличия идеального газа от реального газа:

1. Частицы идеального газа — сферические тела очень малых размеров, практически материальные точки.

2. Между частицами отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия.

3. Соударения частиц являются абсолютно упругими.

Реальные разреженные газы действительно ведут себя подобно идеальному газу. Воспользуемся моделью идеального газа для объяснения происхождения давления газа.

Вспомним опыт из 7 класса (слайд14)

Почему при откачивании воздуха из-под колокола воздушный шарик раздувается?

(Это значит, что газ внутри шарика оказывает давление, и когда внешнее давление при откачивании уменьшается, шар благодаря внутреннему давлению воздуха начинает раздуваться?

Что же такое давление газа? (слайд15)

(Давление газа — это результат ударов молекул газа о стенки сосуда)

Сегодня мы с вами попытаемся ответить, от чего зависит давление газа? (Слайд 16)

Даю возможность учащимся сделать предположения, от чего может зависеть давление газа.

Выведем основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов (слайд 17)

Пусть в некотором объеме есть молекулы, масса каждой mo , их число равно N, и движутся они со скоростью v (очевидно, что скорости у всех молекул различны, однако среднее значение модуля скорости v вполне определенное)

Учитель делает рисунок на доске, учащиеся в тетрадях

При каждом ударе молекулы действуют на стенку сосуда с некоторой силой. Складываясь друг с другом, силы ударов отдельных частиц образуют некоторую силу давления, постоянно действующую на стенку, а значит и давление.

От чего же зависит давление газа?

Во-первых, от массы: чем больше масса молекулы, тем сильнее удар, значит здесь прямая пропорциональная зависимость давления от массы

Запишем:

1) р mo

Во-вторых, от скорости: чем быстрее движутся молекулы, тем сильнее будут удары, а значит и давление.

Запишем:

2) р v

В-третьих, есть еще одна зависимость от скорости: чем быстрее движутся молекулы, тем чаще удары, а значит и давление.

Запишем:

3) р v

В-четвертых, давление газа зависит от числа молекул в данном сосуде, а точнее от концентрации n.

Концентрация — физическая величина, равная числу молекул, содержащихся в единице объема (n = N/V )

(определение концентрации и единицы измерения записываем в тетрадь)

Запишем:

4) р n

В результате получаем: давление газа прямо пропорционально концентрации частиц, массе частицы и квадрату скорости частицы

Это и есть основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. В этом уравнении коэффициент 1/3 означает, что в трехмерном пространстве только треть молекул участвует в движении в определенном направлении (по оси х, например).

Мы получили основное уравнение МКТ идеального газа из общих соображений, но его можно строго вывести, опираясь на законы классической механики (§ 63 , Мякишев Г.Я.)

Это уравнение можно записать по-другому, если умножить и разделить правую часть уравнения на 2.

P = 2/3· n·Ек, где Ек = mo·v2 /2

Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул

III. Закрепление изученного материала. Выполнение тестов учащимися.

Цель заданий: определить степень усвоения нового материала

1. Давление газа на стенку сосуда обусловлено

А. притяжением молекул друг к другу

Б. столкновениями молекул со стенками сосудов

В. столкновением молекул газа между собой

Г. проникновением молекул сквозь стенки сосуда

А. увеличилось в 2 раза

Б. увеличилось в 4 раза

В. уменьшилось в 2 раза

Г. уменьшилось в 4 раза

А.увеличиваются размеры молекул газа

Б. увеличивается энергия движения молекул газа

В. увеличивается потенциальная энергия молекул газа

Г. увеличивается хаотичность движения молекул газа

4. Как изменится концентрация молекул газа при уменьшении объема сосуда в 2 раза?

А.увеличится в 2 раза

Б. уменьшится в 2 раза

В. не изменится

Г. уменьшится в 4 раза

5. При уменьшении температуры средняя кинетическая энергия молекул

А. увеличится

Б. уменьшится

В. не изменится

Г. иногда увеличится, иногда уменьшится

6. Какое утверждение неправильно?

При неизменных условиях

А. давление газа постоянно

Б. скорости всех молекул одинаковы

В. внутренняя энергия газа постоянна

Г. температура газа постоянна

А.увеличится в 4 раза

Б. уменьшится в 16 раз

В. не изменится

Г. увеличится в 16 раз

IV. Проверка выполненных тестов

Правильные ответы: 1 — Б, 2 — Б, 3 — Б, 4 — А, 5 — Б, 6 — Б , 7 — Г

V. Решение задачи

В ампуле содержится водород (Н2). Определите давление газа, если его концентрация равна 2· 1022 м -3 , а средняя квадратичная скорость движения молекул водорода 500 м/с.

VI. Задание на дом.

§ 61, § 63, Физика 10 класс Г.Я. Мякишев, Б.Б Буховцев, записи в тетради, упр. 11 (задачи 8,9)

VII. Подведение итогов урока.

Литература:

Физика. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый и профильный уровни /Г.Я Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н. Сотский; — М.: Просвещение, 2009.
Физика. Тесты. 10-11 классы: учебно-методическое пособие / Н.К. Гладышева, И.И. Нурминский, А.И. Нурминский и др. — М.: Дрофа, 2005.

Источник