Уравнения 10 класса по физике

Физика. 10 класс

Конспект урока

Физика, 10 класс

Урок 20. Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) уравнение состояния идеального газа и уравнение Менделеева — Клапейрона;

2) закон Дальтона, парциальное давление, закон Авогадро;

3) газовые законы и границы их применимости;

4) графики изохорного, изобарного и изотермического процесса;

5) определение по графикам характера процессов и макропараметров идеального газа;

6) применение модели идеального газа для описания поведения реальных газов.

Глоссарий по теме

Уравнение, связывающее три макроскопических параметра давление, объём и температура, называют уравнением состояния идеального газа.

Парциальное давление – давление отдельно взятого компонента газовой смеси, равно давлению, которое он будет оказывать, если занимает весь объем при той же температуре.

Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют газовыми законами (изопроцессами).

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим.

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении называют изобарным.

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 209 – 218.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2009.

Открытые электронные ресурсы по теме урока:

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Уравнение Клапейрона при m = const: отношение произведения давления и объёма к температуре есть величина постоянная для постоянной массы газа:

Если изменяется какой-либо макроскопический параметр газа постоянной массы, то два других параметра изменятся таким образом, чтобы указанное соотношение осталось постоянным.

Отношение произведения давления и объёма к температуре равно универсальной газовой постоянной для одного моля идеального газа.

Уравнение Менделеева при v = 1 моль

Произведение постоянной Больцмана и постоянной Авогадро называется универсальной газовой постоянной.

— уравнение состояния идеального газа.

Уравнение состояния идеального газа получило название «уравнение Менделеева-Клапейрона».

Давление смеси химически невзаимодействующих газов равно сумме их парциальных давлений: закон Дальтона.

где p_i– парциальное давление i-й компоненты смеси.

Парциальное давление – давление отдельно взятого компонента газовой смеси, равное давлению, которое он будет оказывать, если занимает весь объём при той же температуре.

Один моль любого газа при нормальных условиях занимает один и тот же объём равный:

V₀=0,0224м 3 /моль=22,4дм 3 /моль.

Это утверждение называется законом Авогадро

Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют газовыми законами (изопроцессами).

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим.

Для газа данной массы произведение давления на объём постоянна, если температура газа не меняется — закон Бойля – Мариотта.

Изотерма соответствующая более высокой температуре T₁, лежит на графике выше изотермы, соответствующей более низкой температуре T₂.

Если значения давления и температуры в различных точках объёма разные, то в этом случае газ находится в неравновесном состоянии.

Равновесное состояние — это состояние, при котором температура и давление во всех точках объёма одинаковы.

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении называют изобарным.

Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление не изменяется — закон Гей-Люссака.

Изобара соответствующая более высокому давлению p₂ лежит на графике ниже изобары соответствующей более низкому давлению p₁.

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным.

При данной массе газа отношение давление газа к температуре постоянно, если объем газа не изменяется — закон Шарля.

Изохора соответствующая большему объему V₂ лежит ниже изохоры, соответствующей меньшему объему V₁.

Примеры и разбор решения заданий

1. Установите соответствие между физическими величинами и приборами для их измерения. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Уравнения 10 класса по физике

«Физика — 10 класс»

По учебнику «Физика. 10 класс» — базовый и профил. уровни, авторы Мякишев, Буховцев, Сотский.

Введение

Физика и познание мира . смотреть
Механика . смотреть

КИНЕМАТИКА

Кинематика точки и твёрдого тела

§ 1. Механическое движение. Система отсчёта . смотреть
§ 2. Способы описания движения . смотреть
§ 3. Траектория. Путь. Перемещение . смотреть
§ 4. Равномерное прямолинейное движение. Скорость. Уравнение движения . смотреть
§ 5. Примеры решения задач по теме «Равномерное прямолинейное движение» . смотреть
§ 6. Сложение скоростей . смотреть
§ 7. Примеры решения задач по теме «Сложение скоростей» . смотреть
§ 8. Мгновенная и средняя скорости . смотреть
§ 9. Ускорение . смотреть
§ 10. Движение с постоянным ускорением . смотреть
§ 11. Определение кинематических характеристик движения с помощью графиков . смотреть
§ 12. Примеры решения задач по теме «Движение с постоянным ускорением» . смотреть
§ 13. Движение с постоянным ускорением свободного падения . смотреть
§ 14. Примеры решения задач по теме «Движение с постоянным ускорением свободного падения» . смотреть
§ 15. Равномерное движение точки по окружности . смотреть
§ 16. Кинематика абсолютно твёрдого тела. Поступательное и вращательное движение . смотреть
§ 16. Кинематика абсолютно твёрдого тела. Угловая скорость. Связь между линейной и угловой скоростями . смотреть
§ 17. Примеры решения задач по теме «Кинематика твёрдого тела» . смотреть

ДИНАМИКА

Законы механики Ньютона

§ 18. Основное утверждение механики . смотреть
§ 19. Сила . смотреть
§ 19. Инертность тела. Масса. Единица массы . смотреть
§ 20. Первый закон Ньютона . смотреть
§ 21. Второй закон Ньютона . смотреть
§ 22. Принцип суперпозиции сил . смотреть
§ 23. Примеры решения задач по теме «Второй закон Ньютона» . смотреть
§ 24. Третий закон Ньютона . смотреть
§ 25. Геоцентрическая система отсчёта . смотреть
§ 26. Принцип относительности Галилея. Инвариантные и относительные величины . смотреть

Силы в механике

§ 27. Силы в природе . смотреть
§ 28. Сила тяжести и сила всемирного тяготения . смотреть
§ 29. Сила тяжести на других планетах . смотреть
§ 30. Примеры решения задач по теме «Закон всемирного тяготения» . смотреть
§ 31. Первая космическая скорость . смотреть
§ 32. Примеры решения задач по теме «Первая космическая скорость» . смотреть
§ 33. Вес. Невесомость . смотреть
§ 34. Деформация и силы упругости. Закон Гука . смотреть
§ 35. Примеры решения задач по теме «Силы упругости. Закон Гука» . смотреть
§ 36. Силы трения . смотреть
§ 37. Примеры решения задач по теме «Силы трения» . смотреть
§ 37. Примеры решения задач по теме «Силы трения» (продолжение) . смотреть

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ

Закон сохранения импульса

§ 38. Импульс материальной точки . смотреть
§ 38. Закон сохранения импульса . смотреть
§ 38. Реактивное движение. Успехи в освоении космоса . смотреть
§ 39. Примеры решения задач по теме «Закон сохранения импульса» . смотреть

Закон сохранения энергии

§ 40. Механическая работа и мощность силы . смотреть
§ 41. Энергия. Кинетическая энергия . смотреть
§ 42. Примеры решения задач по теме «Кинетическая энергия и её изменение» . смотреть
§ 43. Работа силы тяжести. Консервативные силы . смотреть
§ 43. Работа силы упругости. Консервативные силы . смотреть
§ 44. Потенциальная энергия . смотреть
§ 45. Закон сохранения энергии в механике . смотреть
§ 46. Работа силы тяготения. Потенциальная энергия в поле тяготения . смотреть
§ 47. Примеры решения задач по теме «Закон сохранения механической энергии» . смотреть

Динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела

§ 48. Основное уравнение динамики вращательного движения . смотреть
§ 49. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия абсолютно твёрдого тела, вращающегося относительно неподвижной оси . смотреть
§ 50. Примеры решения задач по теме «Динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела» . смотреть

СТАТИКА

Равновесие абсолютно твёрдых тел

§ 51. Равновесие тел . смотреть
§ 52. Примеры решения задач по теме «Равновесие твёрдых тел» . смотреть

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Почему тепловые явления изучаются в молекулярной физике . смотреть

Основы молекулярно-кинетической теории

§ 53. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Размеры молекул . смотреть
§ 54. Примеры решения задач по теме «Основные положения МКТ» . смотреть
§ 55. Броуновское движение . смотреть
§ 56. Силы взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твёрдых тел . смотреть

Молекулярно-кинетическая теория идеального газа

§ 57. Идеальный газ в МКТ. Среднее значение квадрата скорости молекул . смотреть
§ 57. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов . смотреть
§ 58. Примеры решения задач по теме «Основное уравнение молекулярно-кинетической теории» . смотреть
§ 59. Температура и тепловое равновесие . смотреть
§ 60. Определение температуры. Энергия теплового движения молекул . смотреть
§ 60. Абсолютная температура. Температура — мера средней кинетической энергии молекул . смотреть
§ 61. Измерение скоростей молекул газа . смотреть
§ 62. Примеры решения задач по теме «Энергия теплового движения молекул» . смотреть

Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы

§ 63. Уравнение состояния идеального газа . смотреть
§ 64. Примеры решения задач по теме «Уравнение состояния идеального газа» . смотреть
§ 65. Газовые законы . смотреть
§ 66. Примеры решения задач по теме «Газовые законы» . смотреть
§ 67. Примеры решения задач по теме «Определение параметров газа по графикам изопроцессов» . смотреть

Взаимные превращения жидкостей и газов

§ 68. Насыщенный пар . смотреть
§ 69. Давление насыщенного пара . смотреть
§ 70. Влажность воздуха . смотреть
§ 71. Примеры решения задач по теме «Насыщенный пар. Влажность воздуха» . смотреть

Твёрдые тела

§ 72. Кристаллические тела . смотреть
§ 72. Аморфные тела . смотреть

Основы термодинамики

§ 73. Внутренняя энергия . смотреть
§ 74. Работа в термодинамике . смотреть
§ 75. Примеры решения задач по теме «Внутренняя энергия. Работа» . смотреть
§ 76. Количество теплоты. Уравнение теплового баланса . смотреть
§ 77. Примеры решения задач по теме: «Количество теплоты. Уравнение теплового баланса» . смотреть
§ 78. Первый закон термодинамики . смотреть
§ 79. Применение первого закона термодинамики к различным процессам . смотреть
§ 80. Примеры решения задач по теме: «Первый закон термодинамики» . смотреть
§ 81. Второй закон термодинамики . смотреть
§ 81. Статистический характер второго закона термодинамики . смотреть
§ 82. Принцип действия тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей . смотреть
§ 83. Примеры решения задач по теме: «КПД тепловых двигателей» . смотреть

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

Что такое электродинамика . смотреть

Электростатика

§ 84. Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда . смотреть
§ 85. Закон Кулона. Единица электрического заряда . смотреть
§ 86. Примеры решения задач по теме «Закон Кулона» . смотреть
§ 87. Близкодействие и действие на расстоянии . смотреть
§ 88. Электрическое поле . смотреть
§ 89. Напряжённость электрического поля. Силовые линии . смотреть
§ 90. Поле точечного заряда и заряженного шара. Принцип суперпозиции полей . смотреть
§ 91. Примеры решения задач по теме «Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей» . смотреть
§ 92. Проводники в электростатическом поле . смотреть
§ 92. Диэлектрики в электростатическом поле . смотреть
§ 93. Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле . смотреть
§ 94. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов . смотреть
§ 95. Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов. Эквипотенциальные поверхности . смотреть
§ 96. Примеры решения задач по теме «Потенциальная энергия электростатического поля. Разность потенциалов» . смотреть
§ 97. Электроёмкость. Единицы электроёмкости. Конденсатор . смотреть
§ 98. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов . смотреть
§ 99. Примеры решения задач по теме «Электроёмкость. Энергия заряженного конденсатора» . смотреть

Законы постоянного тока

§ 100. Электрический ток. Сила тока . смотреть
§ 101. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление . смотреть
§ 102. Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников . смотреть
§ 103. Примеры решения задач по теме «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников» . смотреть
§ 104. Работа и мощность постоянного тока . смотреть
§ 105. Электродвижущая сила . смотреть
§ 106. Закон Ома для полной цепи . смотреть
§ 107. Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи» . смотреть

Электрический ток в различных средах

§ 108. Электрическая проводимость различных веществ. Электронная проводимость металлов . смотреть
§ 109. Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость . смотреть
§ 110. Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости . смотреть
§ 111. Электрический ток через контакт полупроводников с разным типом проводимости. Транзисторы . смотреть
§ 112. Электрический ток в вакууме. Электронно-лучевая трубка . смотреть
§ 113. Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза . смотреть
§ 114. Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряды . смотреть
§ 115. Плазма . смотреть
§ 116. Примеры решения задач по теме «Электрический ток в различных средах» . смотреть

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Перечень формул по курсу физики 10 класса

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №11

МАОУ СОШ №11 г. Североуральск Свердловской области

ПЕРЕЧЕНЬ ФОРМУЛ ПО КУРСУ ФИЗИКИ 10 КЛАССА

Учебник: Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н.Сотский. Физика, 10 класс. Классический курс. М.: Просвещение, 2010

Косарева Вера Николаевна

ПЕРЕЧЕНЬ ФОРМУЛ ПО КУРСУ ФИЗИКИ 10 КЛАССА

Уравнения равномерного движения

x = x ₀ + t

s =

x – координата тела ,м

x ₀ – начальная координата тела ,м

— начальная скорость тела, м/с

— скорость тела, м/с

a – ускорение, м/с 2

s – перемещение, м

_cp – средняя скорость, м/с

Уравнения равноускоренного прямолинейного движения

x = x ₀ + t +

s =

s = ; s =

a =

=

_cp =

Криволинейное и вращательное движение

ω = ; ω = ; ω =

ω R

; T= ; T=

a _ц = ; a _ц = ω 2 R

— угловое перемещение, рад (радиан)

ω – угловая скорость ,рад/с

ν – частота вращения, с -1

a _ц –центростремительное ускорение , м/с 2

-линейная скорость, м/с

— число оборотов ( безразмерное)

Динамика. Законы сохранения

= m второй закон Ньютона

F — сила, Н (ньютон)

a — ускорение, м/с 2

k – жесткость деформируемого тела, Н/м

x –деформация тела, м

r — расстояние, м (метр)

G – гравитационная постоянная

G = 6,67 ∙ 10 -11 Н ∙ м 2 /кг 2

μ – коэффициент трения (безразмерный)

N — сила нормального давления, Н

g — ускорение свободного падения, м/с 2

N – мощность, Вт (ватт)

– скорость, м/с

p – импульс тела, кг ∙ м/с

— масса планеты, кг

F упр = kx закон Гука

F _тр = μ N сила трения ( N — сила нормального давления, Н )

F = G закон всемирного тяготения

g = G ускорение свободного падения

P = mg вес тела в покое или движущегося равномерно прямолинейно

P = m ( g + a ) вес тела движущегося с ускорением направленным вверх

P = m ( g — a ) вес тела движущегося с ускорением направленным вниз

A = F s cos α механическая работа

N = ; N = F cos α мощность

E _k = кинетическая энергия

E _p = m g h потенциальная энергия

E = E _{k +} E _p полная механическая энергия

E = E _{k +} E _p = const закон сохранения полной механической энергии

A = E _{k 2} — E _{k 1} теорема о кинетической энергии

A = -( E _{p 2} – E _{p 1} ) теорема об изменении потенциальной энергии

= m импульс тела

=

₀₁ + ₀₂ = ₁ + ₂ закон сохранения импульса тела

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

плотность вещества

— давление, Па (паскаль)

Т—термодинамическая температура, К (кельвин)

— масса, кг

М— молярная масса, кг/моль

N —число атомов или молекул (безразмерная)

n — концентрация, м -3

М _r —относительная атомная ( молекулярная) масса

₀ — масса атома, кг

— средняя кинетическая энергия, Дж (джоуль)

— среднее значение квадрата скорости, м 2 /с 2

ρ—плотность, кг/м 3

ν—количество вещества, моль

N _А — постоянная Авогадро , N _А =6,02 ∙ 10 23 моль -1

k — постоянная Больцмана, k =1,38 ∙ 10 -23 Дж/К

R —универсальная газовая постоянная,

R = 8,31 Дж/(моль ∙ К)

-давление насыщенного пара при данной температуре, Па

— относительная влажность воздуха, %

концентрация

; количество вещества

N = ; N = число атомов или молекул

₀ N масса вещества

M = ₀ молярная масса

= определение давления

= ;

основное уравнение молекулярно –кинетической теории

=

связь между давлением идеального газа, его концентрацией и температурой

физический смысл абсолютной температуры

средняя кинетическая энергия

= ; = средняя квадратичная скорость молекул

RT уравнение Менделеева — Клапейрона

уравнение состояния идеального газа, объединенный газовый закон

T = t +273 связь между шкалами Цельсия и Кельвина

100% относительная влажность воздуха

; ; внутренняя энергия идеального газа

U — внутренняя энергия, Дж

— число степеней свободы (безразмерная)

А — работа внешних сил , Дж (джоуль)

A / — работа газа , Дж (джоуль)

Q — количество теплоты, Дж

c — удельная теплоёмкость , Дж/(кг К)

L ( r ) — удельная теплота парообразования, Дж/кг

λ — удельная теплота плавления, Дж/кг

q — удельная теплота сгорания топлива, Дж/кг

η -коэффициент полезного действия (безразмерная или %)

R —универсальная газовая постоянная,

R = 8,31 Дж/(моль ∙К)

— давление, Па (паскаль)

Т—термодинамическая температура, К (кельвин)

— масса, кг

М— молярная масса, кг/моль

A / = p ( V ₂ – V ₁ ) = p ∆ V работа газа

Формулы количества теплоты

Q = c (T ₂ –T ₁ ) ; Q= c (t ₂ — t ₁ )

при нагревании и охлаждении

Q = r ; ( Q = L ) Q = — r при парообразовании и конденсации

Q = λ ; Q = — λ при плавлении и кристаллизации

Q = q при сгорании топлива

∆ U = A + Q ; Q = ∆ U + A /

первый закон термодинамики

100%

КПД теплового двигателя

— количество теплоты, полученное от нагревателя, Дж

— количество теплоты, отданное холодильнику, Дж

= 100% КПД идеального теплового двигателя

Т ₁ –температура нагревателя, К

Т ₂ –температура холодильника, К

F = k закон Кулона

q —электрический заряд, Кл (кулон)

r —расстояние, м (метр)

k —коэффициент пропорциональности

F —сила, Н (ньютон)

Е—напряженность электрического поля, В/м, Н/Кл

А—работа, Дж (джоуль)

U —напряжение, В (вольт)

С—электроёмкость, Ф (фарад)

е— элементарный заряд, Кл

W —потенциальная энергия, Дж

ε—диэлектрическая проницаемость (безразмерная)

σ—поверхностная плотность заряда, Кл/м 2

— электрическая постоянная Ф/м

— потенциал, В (вольт)

— объёмная плотность энергии электрического поля Дж/ м 3

=8,85 ∙10 -12 Ф/м

k =9 ∙10 9 Н м 2 /Кл 2

= напряженность электрического поля

E = k напряженность поля точечного заряда

E = напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости

E = напряженность поля плоского конденсатора

σ = поверхностная плотность зарядов

ε= диэлектрическая проницаемость

работа перемещения заряда в поле

потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле

= потенциал

= k потенциал поля точечного заряда

U = напряжение

U = — = ∆ напряжение, разность потенциалов

E = связь напряженности с разностью потенциалов в однородном электрическом поле

C = электроёмкость конденсатора

C = электроёмкость плоского конденсатора

C =4 ε R электроёмкость сферического проводника

= + + + … при последовательном соединении конденсаторов

C = + + … при параллельном соединении конденсаторов

= ; =

энергия электрического поля конденсатора

= = ∙ объёмная плотность энергии электрического поля

ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

I= ; I =n q S сила тока

q —электрический заряд, Кл (кулон)

r —внутреннее сопротивление источника тока, Ом

— длина проводника, м

— удельное электрическое сопротивление , Ом∙м

α—температурный коэффициент сопротивления, К -1

T — термодинамическая температура, К

I —сила тока, А (ампер)

— напряжение, В (вольт)

R —сопротивление проводника, Ом

А—работа, Дж (джоуль)

электродвижущая сила, В (вольт)

— работа сторонних сил, Дж

I _{кор.зам} – сила тока короткого замыкания, А

-количество проводников (безразмерное)

Q –количество теплоты, Дж

— масса, кг

М— молярная масса, кг/моль

k –электрохимический эквивалент вещества, кг/Кл

валентность вещества (безразмерная)

-число Фарадея

= 9,6 ∙ 10 4 Кл/моль

R = сопротивление проводника

зависимость сопротивления металлического проводника от температуры

I = закон Ома для участка цепи

электродвижущая сила

I = закон Ома для полной цепи

I _{кор.зам .} = сила тока короткого замыкания

При последовательном соединении проводников

При параллельном соединении проводников

= + + + …

R _общ =

A = IU t ; A =I 2 R t ; A = t

A = P t работа электрического тока

P = IU ; P = I 2 R ; P = мощность электрического тока

Q = IU t ; Q = I 2 R t ; Q = t закон Джоуля — Ленца

m = k ; m = k I t первый закон Фарадея для электролиза

m = I t объединенный закон Фарадея для электролиза

1.Касаткина И.Л. Практикум по общей физике. Ростов н/Д: Феникс,2009.

2.Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика, 10 класс. Классический курс. М.: Просвещение, 2010.

Дистанционное обучение педагогов по ФГОС по низким ценам

Вебинары, курсы повышения квалификации, профессиональная переподготовка и профессиональное обучение. Низкие цены. Более 14000 образовательных программ. Диплом госудаственного образца для курсов, переподготовки и профобучения. Сертификат за участие в вебинарах. Бесплатные вебинары. Лицензия.