Урок № 30/2
Тема урока: Газовые законы
-
Тип учебного занятия
|
Изучения нового материала и первичного закрепления знаний по теме «Газовые законы»
|
Дидактическая цель
|
1 . Создать условия для осознания и осмысления газовых законов
|
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 (при выполнении экспериментальных заданий)
•развитие мотивов и смыслов учебно-познавательной деятельности
•самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;
•формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами.
|
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 монологической речи;
развитие навыков сотрудничества;
развитие умения формулировать собственное мнение и отстаивания своей позиции.
Познавательные:
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:
Количественные зависимости между двумя параметрами при постоянном третьем называются газовыми законами;
Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров состояния газа, называются изопроцессами;
Процесс изменения состояния идеального газа при постоянной температуре называется изотермическим;
Процесс изменения состояния идеального газа при постоянном давлении называется изобарическим;
Процесс изменения состояния идеального газа при постоянном объеме называется изохорическим;
Изотермический процесс описывается законом Бойля-Мариотта: PV = const – произведение давления идеального газа на его объем постоянно для данной массы газа;
Изобарический процесс описывается законом Гeй-Люссака: V/T = const – для данной массы газа отношение его объема к абсолютной температуре постоянно;
Изохорический процесс описывается законом Шарля: P/T = const – для данной массы газа отношение его давления к абсолютной температуре постоянно.
Обучающиеся должны уметь:
распознавать записи соответствующие понятию газовый закон;
изображать графически процессы изменения состояния идеального газа с помощью диаграмм изменения состояния. Для этого нужно провести на плоскости две взаимно перпендикулярные оси и обозначить их двумя любыми параметрами состояния газа: (p,V), или (p, T), или (V, T). Тогда каждая точка этой плоскости будет описывать состояние газа, характеризуясь тремя параметрами (p, V, T). Если изменение состояния идеального газа происходит при постоянной температуре, то диаграмма этого процесса в координатах р, V представляет собой кривую, называемую в математике гиперболой, а в естественных науках – изотермой. Если температура изотермического процесса выше предыдущего, то и описывающая его изотерма проходит выше.
Диаграмма изменения состояния газа при постоянном объеме в координатах p, V представляет собой прямую, проходящую через начало координат. Эта прямая называется изохорой.
Диаграмма изменения состояния газа при постоянном давлении в координатах V, T также представляет собой прямую, проходящую через начало координат. Эта прямая называется изобарой.
применять теоретические знания по физике на практике, решать физические задачи по теме «Уравнения состояния идеального газа и газовые законы»;
проводить физический эксперимент и объяснять наблюдаемые зависимости между величинами
|
Ключевые понятия темы
|
Газовые законы;
изопроцессы;
закон Бойля-Мариотта: PV = const;
закон Гeй-Люссака: V/T = const;
закон Шарля: P/T = const;
изотерма;
изохора;
изобара;
диаграмма изменения состояния идеального газа.
|
Ресурсы:
-основные
-дополнительные
|
«Физика 10 класс» учебник для общеобразовательных учреждений. Г.А. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. Москва. «Просвещение» 2010;
мультимедийная установка: компьютер, проектор, презентация к уроку, (Сопровождение - презентация к уроку) Программное обеспечение : пакет Microsoft Office-2003, операционная система Windows-95/98/2000/XP
ЭОР Федерального центра информационно-образовательных ресурсов Законы идеального газа Проверка знаний о законах идеального газа, уравнениях состояния, процессах в идеальном газе. идеальный газ закон идеального газа уравнение состояния 1.0.0.5 Санкт-Петербург Российский государственный педагогический университет им. А.И.Герцена РГПУ postmaster@herzen.spb.ru
Раздаточный материал: экспериментальное задание для групп; рабочий лист ученика.
|
Организация пространства
|
Фронтальная 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
|
•Количественные зависимости между двумя параметрами при постоянном третьем называются газовыми законами;
•Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров состояния газа, называются изопроцессами;
•Процесс изменения состояния идеального газа при постоянной температуре называется изотермическим;
•Процесс изменения состояния идеального газа при постоянном давлении называется изобарическим;
•Процесс изменения состояния идеального газа при постоянном объеме называется изохорическим;
•Изотермический процесс описывается законом Бойля-Мариотта: PV = const – произведение давления идеального газа на его объем постоянно для данной массы газа;
•Изобарический процесс описывается законом Гeй-Люссака: V/T = const – для данной массы газа отношение его объема к абсолютной температуре постоянно;
•Изохорический процесс описывается законом Шарля: P/T = const – для данной массы газа отношение его давления к абсолютной температуре постоянно.
|
Эвристическая беседа – фронтальная работа
|
Проблемная ситуация 1.
Возьмем любой аэрозоль. (Демонстрирует баллон любого аэрозоля).
В каком состоянии вещество содержится в баллоне? Какой параметр здесь постоянен?
В ходе эвристической беседы сформулируйте познавательную (учебную) задачу, тему урока, план действий.
1. С помощью уравнения состояния идеального газа исследовать процессы, в которых масса газа и один из трех параметров – давление, объем, температура – остаются постоянными.
Основная цель: изучить зависимость между двумя параметрами состояния газа при постоянном третьем.
|
Понимание
|
•развитие теоретического мышления через формирование умений читать диаграммы изменения состояния идеального газа
|
Чтение диаграмм изменения состояния идеального газа – парная работа
|
Укажите информацию, которую вы можете получить из анализа заданных диаграмм изменения состояния идеального газа.
|
Применение
|
•умения применять теоретические знания по теме урока на практике, формирование предметных умений – проводить эксперимент
решать физические задачи по теме «Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы»;
|
Групповое выполнение экспериментальных заданий;
Объяснять наблюдаемые зависимости между величинами.
Индивидуальное выполнение заданий ОМС ЭОР.
|
Учебная задача 2: экспериментальное задание: С помощью уравнения состояния идеального газа исследовать процессы, в которых масса газа и один из трех параметров – давление, объем, температура – остаются постоянными.
Задание группе № 1. экспериментальное задание 1.
«Наблюдение зависимости объема данной массы газа от температуры при постоянном давлении»
Приборы и материалы: 1)пробирка химическая, закрытая пробкой со стеклянной трубкой длиной 150-200мм, диаметром 4-5 мм; 2) стакан низкий с водой.
Ход работы:
Подготовьте оборудование для опыта. Для этого опустите в стакан с водой на глубине 3-4 см, закройте пальцем другой конец и выньте трубку из воды. Расположите трубку горизонтально. Осторожно закройте пробирку пробкой так, чтобы столбик воды не выливался из трубки.
Нагрейте воздух в пробирке, подержав ее несколько секунд в руке. При этом наблюдайте за положением воды в трубке.
Прекратите нагревание воздуха в пробирке и снова в течение нескольких секунд наблюдайте за изменением положения столбика воды в трубке.
Ответьте на вопросы:
- Зависимость между какими величинами вы наблюдали на опыте?
- Изменялось ли давление и масса воздуха в пробирке во время опыта?
-Что можно сказать о зависимости объема данной массы воздуха от температуры при постоянном давлении?
Задание группе №2. экспериментальное задание 2
«Наблюдение зависимости данной массы газа от температуры при постоянном объеме»
Приборы и материалы: 1)пробирка химическая, закрытая пробкой с индикатором давления; 2) стакан низкий с теплой водой.
Ход работы:
Сделайте предположение о том, как будут изменяться уровни воды в коленах индикатора давления при опускании пробирки в стакан с теплой водой.
Ответ проверьте на опыте
Ответьте на вопросы:
- Зависимость между какими величинами вы наблюдали на опыте?
- Изменялось ли масса воздуха в пробирке во время опыта?
Примечание: Изменением объема воздуха можно пренебречь в виду малости внутреннего диаметра стеклянной трубки индикатора давления.
- Что можно сказать о зависимости давления данной массы воздуха от температуры при постоянном объеме?
Работа с ЭОР. Законы идеального газа Проверка знаний о законах идеального газа, уравнениях состояния, процессах в идеальном газе. идеальный газ закон идеального газа уравнение состояния 1.0.0.5 Санкт-Петербург Российский государственный педагогический университет им. А.И.Герцена РГПУ postmaster@herzen.spb.ru
|
Анализ
|
•понимание различий между изопроцессами;
•понимание условий применения газовых законов; •понимание различий между теоретическими моделями и реальными объектами;
•Умение объяснять связи на основе МКТ
|
•Выполнение эксперимента и ответы на вопросы.
•Самостоятельное заполнение таблицы «Газовые законы»
•Работа с ЭОР
|
1.Раскройте особенности зависимостей между величинами, наблюдаемыми в ходе эксперимента
2. Заполнение таблицы «Газовые законы» (дом. задание)
|
Синтез
|
•формирование убеждения в закономерной связи и познаваемости явлений природы, в объективности научного знания, в высокой ценности науки в развитии материальной и духовной культуры людей;
|
•Выполнение эксперимента и ответы на вопросы.
•Самостоятельное заполнение таблицы «Газовые законы»
•Работа с ЭОР
|
1. Выполнение эксперимента и ответы на вопросы.
2. Заполнение таблицы «Газовые законы» (дом. задание)
|
Оценка
|
•организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий
|
Заполнение рабочих листов самоконтроля.
|
1.Заполнение листов самоконтроля
2.Оцените практическую значимость возможность измерять температур, не зависящую от свойств газов, которые при этом используются.
|
Ход урока.
№
|
Этапы урока и их содержание
|
Цели этапа
|
Деятельность
|
учителя
|
обучающихся
|
I
|
Организационный этап.
Я слышу – и забываю,
Я вижу – и запоминаю,
Я делаю – понимаю.
Конфуций.
Сегодня на уроке нам предстоит подтвердить истинность высказывания древнего мыслителя и философа Китая. У каждого из Вас на столе есть рабочий лист. Прошу Вас заполнять данный лист по мере продвижения по этапам.
Предлагаю Вас оценить Ваше настроение в начале пути, отметив смайлик, близкий Вашему состоянию.
Проверка домашнего задания.
Упр. 13 (4, 5, 6) – фронтальная самопроверка по слайду презентации.
Заслушать дополнительные задания: 1) Изложите в форме эссе своё мнение взаимосвязи между величинами уравнения состояния идеального газа и его практического применения.
2) Подготовьте сообщение о великом русском ученом Д.И. Менделееве и его вкладе в развитие МКТ.
3) Подготовьте сообщение о Клапейроне.
|
Цели:
-создание позитивного эмоционального настроя учеников на урок.
-проверка домашнего задания
|
Организационная
|
Фронтальная - при проверке задач упр. 13.
Индивидуальная – при проверке доп. заданий
|
II
|
Целеполагание и мотивация.
Проблемная ситуация 1.
Педагог: Возьмем любой аэрозоль. (Демонстрирует баллон любого аэрозоля).
В каком состоянии вещество содержится в баллоне? Какой параметр здесь постоянен?
Ученики: В газообразном, объем не изменяется.
Педагог: А если мы деформируем его и объем изменим, но внешних условий менять не будем?
Ученики: при деформации объем уменьшится, давление внутри возрастет, а температура останется постоянной.
Педагог: А если стенки сосуда сделать настолько тонкими, чтобы они могли растягиваться, и рассмотреть процесс при повышении температуры?
Ученики: объем растет с повышением температуры, а давление внутри сосуда равно внешнему давлению и постоянно.
Педагог: Теперь мы знаем, что существуют процессы, при которых отдельные макроскопические параметры сохраняются. Возникает вопрос. Как связаны параметры газа между собой количественно при постоянном третьем?
Количественные зависимости между двумя параметрами при фиксированном значении третьего называют газовыми законами.
Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называются изопроцесами.
Изопроцессы – это идеализированная модель реального процесса, которая только приближенно отражает действительность.
Педагог: Итак, сформулируйте тему сегодняшнего урока.
Ученики: Тема урока: Газовые законы
Педагог: Какова основная познавательная задача урока?
Ученики: Учебная задача 1. Изучить зависимость между двумя параметрами состояния газа при постоянном третьем.
Педагог: Составим план наших действий. Урок мы начали с рассмотрения различных ситуаций состояния газа в баллоне, предположив, что газ - идеальный
Ученики: Можно вспомнить уравнение идеального газа и вывести зависимости между двумя параметрами газа при постоянном тертьем.
|
Цели:
-создать условия через проблемную ситуацию для возникновения у учеников внутренней потребности включения в учебную деятельность;
-наметить шаги учебной деятельности.
|
Эвристическая беседа с учениками.
Совместный анализ рассуждений учеников, подвести учеников к необходимости установить зависимость между двумя параметрами при постоянном третьем
|
Формулируют тему урока, познавательную задачу урока, определяют план действий.
Фронтальная работа
В ходе беседы высказывают необходимость установить зависимость двумя параметрами состояния идеального газа при фиксированном третьем
Заполнение рабочих листов
|
III
|
Актуализация.
1.Какие макровеличины характеризуют состояние газа? (Макропараметры p, V, T)
2. Какой физический закон устанавливает зависимость между тремя макроскопическими параметрами — p, V, T идеального газа?
3.Чем отличается уравнение состояния идеального газа от уравнения Менделеева - Клапейрона? Какое из них полнее по содержанию? Почему? (Уравнение состояния идеального газа - для постоянной массы газа. Уравнение Менделеева – Клапейрона - для переменной массы газа).
4.Каким уравнением удобно воспользоваться для установления количественной зависимости между параметрами одного и того же состояния газа при фиксированном третьем?
Ученики: Уравнением Менделеева-Клайперона, рассмотрев различные состояния газа данной массы при постоянном третьем.
|
Цели:
-организовать актуализацию знаний учеников для вывода газовых законов;
- наметить план действий
|
Фронтальная беседа с учениками, в ходе которой учитель с учениками определяют план действий.
|
Отвечают на вопросы учителя
|
IV
|
Первичное усвоение материала.
Учебная задача 1. Установим связь между параметрами 2-х состояний газа.
Учитель: Рассуждаем:
Пусть параметры начального состояния 
параметры конечного состояния  .
Запишем уравнение для каждого состояния газа: 
Разделив почленно, получим:
1) Уравнение состояния газа при неизменной его массе.
Е сли при изменении состояния газа не меняется его масса, то уравнение Менделеева-Клайперона принимает вид
(Уравнение Клайперона).
 рис 1.
Продолжается беседа педагога с использованием рисунка 1.
Количественные зависимости между двумя параметрами при фиксированном значении третьего называют газовыми законами.
Переход данной массы газа из одного состояния в другое при одном постоянном параметре называется изопроцессом.
Таких изопроцессов три: изобарный (Р = const), (слайд 11)
изохорный (V=const), (слайд 12)
изотермический (T=const), (слайд 13)
Изображать графически процессы изменения состояния идеального газа можно с помощью диаграмм изменения состояния. Для этого нужно провести на плоскости две взаимно перпендикулярные оси и обозначить их двумя любыми параметрами состояния газа: (p,V), или (p, T), или (V, T). Тогда каждая точка этой плоскости будет описывать состояние газа, характеризуясь тремя параметрами (p, V, T).
Диаграмма изменения состояния газа при постоянном давлении в координатах V, T представляет собой прямую, проходящую через начало координат. Эта прямая называется изобарой.
Диаграмма изменения состояния газа при постоянном объеме в координатах p, V представляет собой прямую, проходящую через начало координат. Эта прямая называется изохорой.
Если изменение состояния идеального газа происходит при постоянной температуре, то диаграмма этого процесса в координатах р, V представляет собой кривую, называемую в математике гиперболой, а в естественных науках – изотермой. Если температура изотермического процесса выше предыдущего, то и описывающая его изотерма проходит выше.
Одновременно объяснить зависимость плотности газа от давления при изотермическом процессе.
Преобразуем уравнение Менделеева-Клайперона к виду: . При изотермическом процессе плотность газа изменяется прямо пропорционально его давлению:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Осознание и осмысление учебной информации.
Задание обучающимся: (работа в парах)
«Я делаю – понимаю»
Укажите информацию, которую вы можете получить из анализа заданных диаграмм изменения состояния идеального газа.
|
Цели:
Создать условия для усвоения нового материала
|
В ходе эвристической беседы ввести понятия:
• газовые законы,
• «изопроцессы в газе»;
•изобара;
•изохора;
•изотерма;
•диаграмма состояния газа.
-----------------------
Учитель организует работу в парах
Учитель консультирует, помогает, тем, кто испытывает затруднения, организует обсуждение ответов
|
Обучающиеся фиксируют рассуждения в тетрадь
--------------------------
Выполняют задание в парах; при необходимости консультируются с учителем, обсуждают ответы.
Заполняют рабочие листы
|
Физминутка. Думающий колпак (слайд )
Это упражнение помогает учащимся сосредоточить внимание на собственном слухе и процессе слушания, а также способствует развитию памяти. Оно также снимает напряжение в мышцах головы. В этом упражнении большим и указательным пальцами мягко оттягивают назад и прижимают, массируя, раковины ушей. Массаж начинают сверху и идут вниз вдоль «свернутых» частей ушной раковины вплоть до мочек ушей.
Учебные инструкции:
• Держите голову прямо, чтобы подбородку было удобно.
• Упражнение повторяют трижды или более раз.
Учебная задача 2: Фронтальное экспериментальное задание: С помощью уравнения состояния идеального газа исследовать процессы, в которых масса газа и один из трех параметров – давление, объем, температура – остаются постоянными.
Задание группе № 1. Фронтальное экспериментальное задание 1.
«Наблюдение зависимости объема данной массы газа от температуры при постоянном давлении»
Приборы и материалы: 1)пробирка химическая, закрытая пробкой со стеклянной трубкой длиной 150-200мм, диаметром 4-5 мм; 2) стакан низкий с водой.
Ход работы:
Подготовьте оборудование для опыта. Для этого опустите в стакан с водой на глубине 3-4 см, закройте пальцем другой конец и выньте трубку из воды. Расположите трубку горизонтально. Осторожно закройте пробирку пробкой так, чтобы столбик воды не выливался из трубки.
Нагрейте воздух в пробирке, подержав ее несколько секунд в руке. При этом наблюдайте за положением воды в трубке.
Прекратите нагревание воздуха в пробирке и снова в течение нескольких секунд наблюдайте за изменением положения столбика воды в трубке.
Ответьте на вопросы:
- Зависимость между какими величинами вы наблюдали на опыте?
- Изменялось ли давление и масса воздуха в пробирке во время опыта?
-Что можно сказать о зависимости объема данной массы воздуха от температуры при постоянном давлении?
Задание группе №2. Фронтальное экспериментальное задание 2
«Наблюдение зависимости данной массы газа от температуры при постоянном объеме»
Приборы и материалы: 1)пробирка химическая, закрытая пробкой с индикатором давления; 2) стакан низкий с теплой водой.
Ход работы:
Сделайте предположение о том, как будут изменяться уровни воды в коленах индикатора давления при опускании пробирки в стакан с теплой водой.
Ответ проверьте на опыте
Ответьте на вопросы:
- Зависимость между какими величинами вы наблюдали на опыте?
- Изменялось ли масса воздуха в пробирке во время опыта?
Примечание: Изменением объема воздуха можно пренебречь в виду малости внутреннего диаметра стеклянной трубки индикатора давления.
- Что можно сказать о зависимости давления данной массы воздуха от темепратуры при постоянном объеме?
Физминутка. Думающий колпак (слайд 15)
Это упражнение помогает учащимся сосредоточить внимание на собственном слухе и процессе слушания, а также способствует развитию памяти. Оно также снимает напряжение в мышцах головы. В этом упражнении большим и указательным пальцами мягко оттягивают назад и прижимают, массируя, раковины ушей. Массаж начинают сверху и идут вниз вдоль «свернутых» частей ушной раковины вплоть до мочек ушей.
Учебные инструкции:
• Держите голову прямо, чтобы подбородку было удобно.
• Упражнение повторяют трижды или более раз.
|
Организует групповую работу
Учитель консультирует, помогает, тем, кто испытывает затруднения
|
Работа в парах:
Выполнение
эксперимента, обсуждение вопросов.
Отчеты групп.
|
Первичное закрепление учебного материала.
Работа с ЭОР.
Законы идеального газа Проверка знаний о законах идеального газа, уравнениях состояния, процессах в идеальном газе. идеальный газ закон идеального газа уравнение состояния 1.0.0.5 Санкт-Петербург Российский государственный педагогический университет им. А.И.Герцена РГПУ postmaster@herzen.spb.ru
Пред проведением теста познакомить обучающихся с системой оценивания.
Максимальное количество очков за задание зависит от его типа и сложности. Количество очков, которое получит обучающийся, также зависит от числа от количества числа попыток ввести ответ; так, если вы правильно ответили только со второго раза, то количество очков уменьшится в 1,5 – 2 раза (в зависимости от типа задания).
Оценку по пятибалльной системе можно выставить по следующему принципу:
«5» ставится, если тестовый балл превышает 80 %;
«4» ставится, если тестовый балл находится в промежутке от 60 % до 80 %;
«3» ставится, если тестовый балл находится в промежутке от 40 % до 60 %;
«2» ставится, если тестовый балл находится в промежутке менее 40 %.
Самооценка по журналу успеваемости ОМС
|
Учитель консультирует, помогает, тем, кто испытывает затруднения
|
Индивидуальная работа
Заполнение рабочих листов самоконтроля.
|
VII
|
Информация о домашнем задании.
1.§ 69. Стр.189 Примеры решения задач (конспект) Упр. 13 (2, 8)
2. С помощью схемы рис. 1 и §69 учебника предлагаю вам самостоятельно заполнить в тетради таблицу «Газовые законы»
Газовые законы
Название
процесса
|
Автор
Дата
|
Постоянный параметр
|
Связь между другими параметрами
|
Графики процессов в системе координат
p-V, p-T,
V-T
|
Объяснение связи на основе МКТ
|
Изотермический
|
|
|
|
|
|
Изобарный
|
|
|
|
|
|
Изохорный
|
|
|
|
|
|
Дополнительное задание: Подготовьте сообщения об ученых, установивших газовые законы
|
|
Учитель комментирует домашнее задание, отвечает на вопросы
|
Записывают домашнее задание в дневник, задают вопросы
|
VIII
|
Анализ деятельности
Раскройте особенности зависимостей между величинами, входящими в газовые законы
|
|
Контролирует грамотность рассуждений
|
Работа в малых группах, представление результатов обсуждения, записывают ключевые моменты в тетрадь
Заполнение листов самоконтроля.
|
IХ
|
Рефлексия (подведение итогов урока)
Какие понятия вы сегодня повторили?
С какими новыми понятиями вы познакомились?
Возвращение к эпиграфу урока.
Согласны ли с Вы с высказыванием Конфуция?
Какой этап урока вам был наиболее интересен, когда вы слушали, когда вы наблюдали или когда вы делали сами?
Оцените Ваше настроение в конце урока с помощью смайликов.
|
|
|
Заполнение листов самоконтроля
|
 |
