Урок № 30/2
Тема урока: Абсолютная температура. Температура - мера средней кинетической энергии. Измерение скоростей молекул газа
-
Тип учебного занятия
|
Изучения нового материала и первичного закрепления знаний по теме «Абсолютная температура. Температура - мера средней кинетической энергии. Измерение скоростей молекул газа»
|
Дидактическая цель
|
1 . Создать условия для осознания и осмысления основных понятий по теме «Абсолютная температура. Температура - мера средней кинетической энергии. Измерение скоростей молекул газа»
|
Структура занятия
|
Организационный момент.
Целеполагание и мотивация.
Актуализация.
Первичное усвоение материала.
Осознание и осмысление учебной информации.
Первичное закрепление учебного материала.
Информация о домашнем задании.
Рефлексия (подведение итогов урока)
|
Личностные результаты
|
•развитие навыков коллективной работы
•развитие мотивов и смыслов учебно-познавательной деятельности
•самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;
•формирование правильного представления о том, как надо задавать вопросы, в какой последовательности, что, по сути, является развитием мышления учащегося.
•формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы и излагать его.
|
Метапредметные результаты
|
Регулятивные:
развитие познавательного интереса обучающихся и их творческих способностей;
развитие ценностных ориентаций – осознание практической ценности знаний, их значимости в современной жизни;
развитие умения планировать и регулировать свои действия в соответствии с поставленной задачей.
Коммуникативные:
развитие диалогической речи;
развитие навыков сотрудничества;
Познавательные:
формирование правильного представления о том, как надо задавать вопросы, в какой последовательности, что, по сути, является развитием мышления учащегося.
развитие умения ориентироваться в своей системе знаний: находить ответы на вопросы, используя свои знания, жизненный опыт и информацию, полученную на предыдущих уроках.
|
Предметные результаты
|
Обучающиеся должны знать:
средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре:  , где k – коэффициент Больцмана, 
давление идеального газа прямо пропорционально концентрации молекул и абсолютной температуре газа: p = nkT.
в равных объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул (закон Авогадро)
средняя квадратичная скорость движения молекул газов 
Обучающиеся должны уметь:
Распознавать ситуации , в которых средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул одинакова;
Составлять уравнения для конкретной ситуации;
Находить давление газа в конкретной ситуации;
Распознавать ситуации, в которых газы оказывают одинаковое давление;
Распознавать ситуации, в которых газы одинаковое число молекул;
Воспроизведение ситуаций, в которых газы имеют одинаковое число молекул;
Находить среднюю квадратичную скорость жвижения молекул.
|
Ключевые понятия темы
|
средняя кинетическая энергия ;
абсолютная температура T;
коэффициент Больцмана;
закон Авогадро;
средняя квадратичная скорость движения молекул газов
давление идеального газа p = nkT.
|
Ресурсы:
-основные
-дополнительные
|
«Физика 10 класс» учебник для общеобразовательных учреждений. Г.А. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. Москва «Просвещение» 2010; ПК; презентация учителя;
ОМС Зависимость давления газа от концентрации его молекул и температуры Информационный модуль посвящен теме "Основное уравнение молекулярно-кинетической теории" для базового уровня старшей школы. ООО «Физикон» Физикон http://www.physicon.ru Россия г. Долгопрудный, Московской обл. оф. 406, д. 7, ул
раздаточный материал, лист самоконтроля
|
Организация пространства
|
Коллективная работа, парная работа, групповая работа, индивидуальная работа.
|
Уровень учебной цели
|
Планируемые результаты обучения
(знания, которые должны быть усвоены обучающимися)
|
Виды деятельности, адекватные знанию
|
Задания для учащихся, выполнение которых приведет к достижению запланированных результатов
|
Знание
|
• средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре: , где k – коэффициент Больцмана,
•давление идеального газа прямо пропорционально концентрации молекул и абсолютной температуре газа: p = nkT.
•в равных объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул (закон Авогадро)
•средняя квадратичная скорость движения молекул газов
|
Эвристическая беседа
Самостоятельная работа
|
Проблемная ситуация: Баллоны электрических ламп заполняют азотом при пониженном давлении и температуре. Почему заполнение производят именно при таких условиях? Может быть изменение условия опасно для жизни?
Учебная задача 1: Найти зависимость между температурой газа и средней кинетической энергией молекул.
Учебная задача 2: Найти зависимость между давлением газа и его температурой
3.Самостоятельная работа с учебником § 66 и интернет-ресурсами
1) Определить коэффициент k в формуле (1)
2) Найти связь абсолютной шкалы и шкалы Цельсия.
3) Найти связь между температурой и кинетической энергией
4)Определить зависимость давления газа от концентрации его молекул и температуры.
Зависимость давления газа от концентрации его молекул и температуры Информационный модуль посвящен теме "Основное уравнение молекулярно-кинетической теории" для базового уровня старшей школы. ООО «Физикон» Физикон http://www.physicon.ru Россия г. Долгопрудный, Московской обл. оф. 406, д. 7, ул
Итак, восстановим всю цепочку наших рассуждений.
|
Понимание
|
•Выделять ситуации, в которых средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газов, содержащихся в одинаковых объемах, одна и та же.
•Выделять ситуации, в которых газы оказывают одинаковое давление на стенки сосуда.
• Выделять ситуации, в которых число молекул во всех случаях одинаково.
|
•Распознавать ситуации, в которых средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул одинакова;
• Распознавать ситуации, в которых газы оказывают одинаковое давление;
•Распознавать ситуации, в которых газы имеют одинаковое число молекул;
|
•Выделите ситуации (обведите номер рамкой), в которых средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газов, содержащихся в указанных объектах, одна и та же
1.Три баллона разной вместимости с одинаковыми газами находятся на улице под палящим солнцем
|
2.В подвале дома стоят баллоны с разными газами
|
3.В кузове грузовика находятся три баллона с газом
|
4.Герметично закрытые банки вместимостью 0,5 л, 1 л и 1,5 л, в которых находятся соответственно воздух, кислород и углекислый газ, поместили в сосуд с тающим льдом
|
5.Одну банку вместимостью 0,5 л заполнили воздухом и поместили в холодильник. Вторую банку вместимость 1 л заполнили воздухом и поставили на теплую батарею. Третью банку с воздухом вместимостью 0,75 л поставили на стол
|
6.Разные газы, находящиеся в разных закрытых сосудах, нагревают.
|
•Выделите ситуации (обведите номер рамкой), в которых газы оказывают одинаковое давление
Ситуация
|
Формула
|
Вычисления
|
Ответ
|
1.Кислород концентрацией 5 • 1025 м-3 при температуре 00 С
|
|
|
|
2.Водород концентрацией 1,204 • 1024 м-3 при температуре 2730 С
|
|
|
|
3.Азот, занимающий при температуре 100 С объем 1 м3 и содержащий 2 •1010 молекул.
|
|
|
|
4. Аргон концентрацией 2 • 1020 м-3 при температуре 2830 С
|
|
|
|
5.Метан концентрацией 3,24 • 1015 м-3 при температуре 50 С
|
|
|
|
6.Гелий концентрацией 3,24 • 1017 м-3 при температуре 150 С
|
|
|
|
•Выделите ситуации (обведите номер рамкой), в которых число молекул во всех трех случаях равно
p1 > p2 > p3
t1 = t 2 = t3
V1 = V2= V3
|
p1 = p2 = p3
t1 = t 2 = t3
V1 = V2= V3
|
3. p1 = p2 = p3
T1 = T 2 = T3
V1 = V2< V3
|
p1 < p2 < p3
t1 = t 2 = t3
V1 = V2= V3
|
p1 = p2 = p3
T1 = 2T 2 = 4T3
V1 = 2V2= 4V3
|
p1 = 2p2 = p3
T1 = T2 = T3
V1 = V2/2= V3/3
|
|
Применение
|
•Находить среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул указанных газов в указанных условиях.
•Находить давление газа в указанных условиях.
•Находить, чему равна (или как изменилась) средняя квадратичная скорость молекул указанных газов в указанной ситуации.
|
•Составлять уравнения для конкретной ситуации;
•Находить давление газа в конкретной ситуации;
•Воспроизведение ситуаций, в которых газы имеют одинаковое число молекул.
|
•Найдите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул указанных газов в указанных условиях.
Ситуация
|
Формула
|
Вычисления
|
Ответ
|
1.Ксенон при температуре 2500 С
|
|
|
|
2.Азот при температуре 1000 С
|
|
|
|
3.Гелий при температуре 500 С
|
|
|
|
4.Водяной пар при температуре 150 С
|
|
|
|
5.Кислород при давлении 100 кПа
|
|
|
|
6.Водород при температуре 170 С
|
|
|
|
•Находить давление газа в указанных ситуациях
Ситуация
|
Формула
|
Вычисления
|
Ответ
|
1)Температура 00С, концентрация 3•1023м-3
|
|
|
|
2)Температура 1 К, концентрация 2•1021м-3
|
|
|
|
3) Температура 250С, концентрация 3•1020 м-3
|
|
|
|
4)Температура – 150С, концентрация 4•1019 м-3
|
|
|
|
5)1моль газа находится в баллоне вместимостью 0,1 м3 при температуре 1 К
|
|
|
|
6)моль газа находится в баллоне вместимостью 2 л при температуре 150 С
|
|
|
|
7)В сосуде размером 10*20*30 см находится водород массой 0,1 кг при температуре 200С
|
|
|
|
8)В сосуд вместимостью 2 л поместили 2 моля кислорода при температуре -500С
|
|
|
|
9)В цилиндрический сосуд высотой 1,5 м диаметром основания 50 см поместили 5 молей азота
|
|
|
|
10)Пары ртути в количестве 1018 молекул находятся в баллоне ртутной лампы объемом 3 •10-5 м3 при температуре 300 К
|
|
|
|
|
Анализ
|
• Находить, чему равна (или как изменилась) средняя квадратичная скорость молекул указанных газов в указанной ситуации.
•Придумывать ситуации, в которых газы имеют одинаковое число молекул.
|
• Воспроизведение ситуаций, в которых газы имеют одинаковое число молекул.
|
• Найдите, чему равна (или как изменилась) средняя квадратичная скорость молекул указанных газов в указанной ситуации.
Ситуация
|
Формула
|
Вычисления
|
Ответ
|
1.Азот при температуре 300С
|
|
|
|
2. Кислород при температуре 200С
|
|
|
|
3.Температура газа увеличилась в 4 раза
|
|
|
|
4.Азот при нормальных условиях, молярная масса 0,028 кг/моль
|
|
|
|
5.Газ массой 6 кг, объемом 4,9 м3 при давлении 200 кПа
|
|
|
|
6.Газ под давлением 5•105 Па, концентрация молекул 3•1025 м-3, масса молекулы 5•10-26 кг
|
|
|
|
7.Азот и кислород в атмосфере.
|
|
|
|
8.Аргон при нормальных условиях (молярная масса 40•10-3 кг/моль)
|
|
|
|
•Придумайте ситуации, в которых газы имеют одинаковое число молекул.
•Раскройте особенности зависимостей между величинами, входящими в формулы , p = nkТ,
|
Синтез
|
•Соотношение справедливо для любых веществ, у которых движение атомов или молекул подчиняется законам механики Ньютона. Оно верно для жидкостей, а также и для твердых тел, где атомы могут лишь колебаться возле положений равновесия в узлах кристаллической решетки.
•Вычисление средней скорости молекул
|
•Вычисление средней скорости молекул.
•Решение задач на закон Авогадро
|
•Экспериментальное определение скоростей молекул – опыт Штерна
•
|
Оценка
|
•организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий
|
|
1.Обоснуйте важность понимания того факта, что температура является мерой кинетической энергии молекул.
2. Оцените практическую значимость абсолютной шкалы температур.
|
|
