Методическая разработка открытого учебного занятия по теме: "Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы".

Преподаватель:

Красникова Любовь Николаевна

Специальность:

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

Группа:

Э 20-1

Преподаватель:

Красникова Любовь Николаевна

Специальность:

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

Время проведения:

урочное

Регламент занятия:

45 минут

Участники занятия:

студенты группы Э 20 -1

Тема раздела
рабочей программы:

Молекулярная физика

Тема занятия:

Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы

Тип занятия:

Комбинированный

Форма организации образовательного процесса:

Лекция с элементами эвристической беседы

Междисциплинарные связи:

Математика, литература, история ,химия

Технология обучения:

Практико–ориентированная, частично-поисковая, опережающее обучение.

Образовательные (дидактические):

сформулировать закон, связывающий три макропараметра: р, V,T, - описывающих состояние данной массы идеального газа,

вывести уравнение состояния идеального газа;

изучить газовые законы,

научить обучающихся применять теоретические знания по физике на практике, решать физические задачи по теме «Уравнения состояния идеального газа и газовые законы».

способствовать формированию идеи познаваемости природы материи, окружающего мира, активности и информационной культуры обучаемых;

создать условия для овладения исследовательскими навыками;

организовать поле для творческого общения и использования различных источников информации для развития информационно-коммуникативной компетенции.

Развивающие:

Продолжить работу по формированию умений логически и структурно мыслить на основе анализа уже известных связей;

способствовать развитию самостоятельного мышления студентов при применении полученных знаний в различных ситуациях, умения делать выводы, анализировать, обобщать;

развивать познавательные способности студентов.

Воспитательные:

Воспитывать самостоятельность и ответственность в принятии решения;

стремление к самообразованию;

целеустремленность на пути достижения цели при проведении опыта;

интерес к физике.

Методические:

Применение современных технологий, методов и средств обучения при проведении открытого учебного занятия. Активизация процесса обучения за счет создания необходимых условий эффективной познавательной деятельности студентов. Обеспечение творческого уровня освоения содержания учебного материала и способов действий.

Этапы урока

Содержание учебного материала

Деятельность преподавателя

Деятельность обучающихся

ФОУД

Запланированное время

1

2

3

4

Организа-ционный момент

Определяет готовность студентов к работе, заполнение журнала, проверка присутствующих

Три пути ведут к знанию:

Путь размышления – это путь самый благородный,

Путь подражания – это путь самый легкий,

И путь опыта – это путь самый горький.

Конфуций (древний мыслитель и философ Китая)

Сегодня на уроке нам предстоит пройти эти три пути..

Итак, нас ждетпервый путь – путь размышления

Готовят рабочее место к работе на уроке

2 мин

Целепологание и мотивация

Проблемная ситуация. Важную роль в нормальной жизнедеятельности многих людей играет атмосферное давление. Какие способы измерения или вычисления атмосферного давления, например, в нашем кабинете вы можете предложить?

А если нет барометра, если у нас под рукой только линейка и термометр.

Предложите способ определения атмосферного давления в нашем кабинете с помощью линейки и термометра .(В ходе беседы подвести школьников к необходимости установить зависимость между давлением, объемом и температурой)

Длявычисления атмосферного давления в нашем кабинете мы пришли к необходимости установить зависимость между давлением, объемом и температурой. Какова основная учебная (познавательная) задача урока?

Уравнение, определяющее связь температуры, объема и давления тел, называется уравнением состояния. В некоторых случаях вместо объема в уравнение состояния входит плотность.

Для чего нужно уравнение состояния?Знать уравнение состояния необходимо при исследовании тепловых явлений. Оно позволяет полностью или частично ответить на три группы различных вопросов:

1) Уравнение состояния позволяет определить одну величин, характеризующих состояние, например, температуру, если известны две другие величины. Это используется в термометрах.

2) Зная уравнение состояния можно сказать, как протекают процессы при определенных внешних условиях: например, как будет меняться давление газа, если увеличить его объем при неизменной температуре.

3) Зная уравнение состояние, можно определить, как меняется состояние системы, если она совершает работу, или получает теплоту от окружающих тел.

Для идеального газа уравнение состояния было установлено французским физиком Клапейроном , а для произвольной массы газа уравнение Клапейрона было обобщено Менделеевым; уравнение состояния называют еще уравнением Менделеева-Клапейрона. Любая реальная система – газ, жидкость, твердое тело - характеризуется своим уравнением состояния. Но только эти уравнения намного сложнее, чем уравнение Менделеева-Клапейрона для идеального (достаточно разреженного) газа. Итак, какова тема сегодняшнего урока:

Какова основная познавательная задача?

Составим план наших действий. Урок мы начали с определения очень важного макропараметра – давления.

Самый простой способ использовать барометр – прибор для измерения атмосферного давления.

Термометром можно измерить температуру, линейкой измерить размеры комнаты и вычислить объем. А как установить зависимость между давлением, объемом и температурой?

Вывести физический закон, устанавливающий зависимость между тремя макроскопическими параметрами — p, V, T.

Уравнение состояния идеального газа

Вывести физический закон, устанавливающий зависимость между тремя макроскопическими параметрами — p, V, T идеального газа.

15 мин

Актуализация знаний

1. От чего зависит давление газа?

2. Сформулируйте зависимость давления идеального газа от концентрации и температуры?

3. Что называется концентрацией?

4 Выразите число молекул N через микропараметры

3. Какую физическую величину называют постоянной Авогадро?

4. Каков физический смысл постоянной Больцмана? Чему она равна?

Подумайте, каким образом можно связать три последних выражения, которые содержат интересующие нас макропараметрыP, V, T?

давление зависит от концентрации молекул газа и температуры

p=nkT, давление прямо пропорционально температуре

Концентрация – это число молекул в единице объемаn = N/V

N = mN_A/M

N_А = 6, 02 * 10²³ моль^-1 число атомов в 1 моль любого вещества

Постоянная Больцмана связывает температуру Θ в энергетических единицах с температурой Т в Кельвин. k = 1,38 * 10^-23Дж/K

Подставить выражение для концентрации и числа молекул в уравнение р = nkT.

8 мин

Первичное усвоения материала

Следующий путь - путь подражания – это путь самый легкий.

Итак, мы вспомнили все необходимое, наметили план решения нашей учебной задачи.

Учебная задача. Вывести физический закон, устанавливающий зависимость между тремя макроскопическими параметрами — p, V, T.

Предлагаю вам самостоятельно вывести уравнение состояния идеального газа. Работа с текстом учебника

План работы:

Вывести уравнение состояния идеального газа Менделеева-Клапейрона

Ввести универсальную газовую постоянную R. Выяснить физический смысл универсальной газовой постоянной R.

Вывести связь между давлением, объемом и температурой идеального газа в двух любых состояниях – уравнение Клапейрона.

Индивидуальная работа с учебником:

1)изучают самостоятельно новый материал.

2) Фиксируют выполнение плана работы в рабочей тетради.

Заполнение рабочих листов

25 мин

Решение задач

Устанавливается правильность и осознание усвоение нового материала, умение применять ранее изучение законы, выявляет пробелы в знания и умениях и корректирует их

Решение задач в тетрадях и на доске. Ликвидация типичных ошибок и неверных представлений у студентов.

30 м ин

Закрепление знаний

Просит студентов ответить на вопросы:

1) Каковы были цели урока и достигнуты ли они?

2) В чем заключается смысл уравнения Клапейрона - Менделеева

3) В чем заключается физический смысл универсальной газовой постоянной

Ответы на вопросы

5 мин

Домашнее задание

Заполнить таблицу

3 мин

Итоги урока

Дает анализ и оценку успешности достижения целей, выставляет оценки (с комментарием)

Делают выводы по изученному материалу. Получают информацию о реальных результатах

2 мин