Давление газа на стенки сосуда при различных температурах. Методические материалыЦифровой ресурс представляет собой демонстрационную модель по теме «Давление газа на стенки сосуда». Компьютерная программа позволяет изменять концентрацию молекул газа в сосуде и температуру газа. В информационное окно выводится значение давления газа. Интерактивная модель сопровождается инструкцией пользователю, краткой теоретической справкой, а также методическими материалами для преподавателейДавление газа10-й класстемпературадавлениеобъемсосудстенка сосудаPagesTextmedium
Цифровой ресурс может использоваться для обучения в рамках программы средней школы (базового и профильного уровней).
Компьютерная программа иллюстрирует учебную тему «Давление газа».
Краткая теория
Давление разреженного газа в сосуде постоянного объема V изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре: p ~ T. С другой стороны, при неизменных объеме V и температуре T давление газа изменяется прямо пропорционально отношению количества вещества ν в данном сосуде к объему V сосуда:
где N – число молекул в сосуде, NА – постоянная Авогадро, n = N/V – концентрация молекул (т. е. число молекул в единице объема сосуда). Объединяя эти соотношения пропорциональности, можно записать: p = nkT, где k – некоторая универсальная для всех газов постоянная величина. Ее называют постоянной Больцмана, в честь австрийского физика Л. Больцмана, одного из создателей молекулярно-кинетической теории. Постоянная Больцмана – одна из фундаментальных физических констант. Ее численное значение в СИ равно: k = 1,38#$%cdot;10–23 Дж/К.
Сравнивая соотношения p = nkT с основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов, можно получить:
Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре.
Таким образом, температура – это численная характеристика средней кинетической энергии поступательного движения молекул.
Работа с моделью
Компьютерная программа позволяет изменять концентрацию молекул газа в сосуде и температуру газа. Выводится значение давления газа.
Рекомендации по применению модели
Данная модель может быть применена на уроках изучения нового материала, повторения, решения задач в 10 классе по теме: «Абсолютная температура. Зависимость давления идеального газа от температуры».
В зависимости от технического оснащения учебного процесса и особенностей учебно-тематического планирования модель может использоваться в следующих вариантах:
иллюстративный компонент (демонстрация с использованием проекционной техники);
основа кратковременных (10–15 минут) работ;
основа урока изучения нового материала, закрепления полученных знаний (в качестве средства экспериментальной поддержки), урока решения задач (в качестве основы заданий и средства экспериментальной проверки полученных результатов).
Примеры планирования уроков с использованием моделиТема «Абсолютная температура. Зависимость давления идеального газа от температуры»
Цели урока: ввести понятие абсолютной шкалы температур, рассмотреть температуру как характеристику средней кинетической энергии движения молекул, вывести уравнение зависимости давления идеального газа от температуры.
№ п/п
Этапы урока
Время, мин
Приемы и методы
1
Организационный момент
2
2
Объяснение нового материала по теме «Абсолютная температура. Зависимость давления идеального газа от температуры»
25
Лекция
3
Решение задач с использованием компьютерной модели «Давление газа на стенки сосуда при различных температурах»
15
Работа на доске, с рабочим листом и моделью
4
Объяснение домашнего задания
3
Примеры заданий
Внимание. Ученики работают с задачами, не используя модель. По окончанию работы ученики проверяют результаты с помощью модели.
Пример задачи.
Решите задачу, предложенную на рисунке 1.
00Технические параметры
Решите задачу, предложенную на рисунке 200Технические параметры
Решите задачу, предложенную на рисунке 3
00Технические параметры