В каком классе проходят уравнение менделеева клапейрона

«Уравнение Менделеева — Клапейрона»

Отважнее! В область хаоса!

Презентация к уроку 10 класса «Уравнение состояния идеального газа» . Урок проводится по программе С.А. Тихомировой, Б.М. Яворского.

Просмотр содержимого документа
«»Уравнение Менделеева — Клапейрона»»

Уравнение Клапейрона — Менделеева

Урок физики 10 класс

Учитель Гребенюк Л.И.

Процессы, в которых одна из трех величин, характеризующих состояние газа ( P ,V ,T), оставалась постоянной.

• Если T =const , то PV = const закон Бойля –Мариотта
• Если V=const , то P/T = const закон Шарля
• Если P=const, то V/T=const закон Гей-Люссака

Хезеф Луи Гей-Люссак

Уравнение состояния идеального газа

• Но в природе существуют процессы, для которых характерны изменения сразу трех величин.

Для любого газа зависимость этих величин выглядит так:

• ЭТА ЗАВИСИМОСТЬ называется

Уравнением состояния идеального газа

Уравнением Клапейрона (1834г)

Клапейрон Бенуа Поль Эмиль

• Французский физик, член Парижской АН
• Окончил Политехническую школу в Париже(1818)
• В 1820–30 работал в Петербурге в институте инженеров путей сообщения

Универсальная газовая постоянная

• Уравнение состояния для газа , количество вещества которого равно 1 моль

P ·V m =RT , где V m — — объем одного моля

Умножим обе части уравнения на ν = m/M

Уравнение Менделеева -Клапейрона

Менделеев Дмитрий Иванович

Обобщив уравнение Клапейрона,

в 1874 вывел общее уравнение состояния идеального газа

Для чего это нужно

• Уравнение состояния позволяет определить одну из величин, если известны другие величины. (используется в термометрах)
• Зная уравнение состояния, можно сказать, как протекают в системе различные процессы при определенных внешних условиях. (газовые законы)
• Зная уравнение состояния, можно определить, как меняется состояние системы, если она совершает работу или получает теплоту от окружающих тел.

( Будет изучаться в конце раздела «Молекулярная физика»)

• Что называют уравнением состояния?
• Какая форма уравнения состояния содержит больше информации: уравнение Клапейрона или уравнение Менделеева- Клапейрона?
• Почему газовая постоянная R называется универсальной?

1.Чему равен объем, который занимает водород массой 1 кг при температуре 27 ºС и давлении 100 кПа?

2.При давлении 100000 Па и температуре 27 ºС плотность газа равна 0, 162 кг/ м 3 Определите какой это газ?

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.

Разработка урока физики в10 классе » Уравнение Клапейрона -Менделеева».

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Актуальность создания школьных служб примирения/медиации в образовательных организациях»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Разработка урока физике в 10 классе на тему « Уравнение Клапейрона-Менделеева».

Образовательные . Показать математическую зависимость между тремя макроскопическими параметрами p,V,T. Научить применять физические законы при решении задач. .

Воспитательные . Побудить к активной работе мысли. Развивать кругозор учащихся.

Развивающие. Формировать умение выражать свои мысли правильным «физическим» языком. Формировать умение выделять главное, обобщать и связывать имеющиеся знания со знаниями из других областей. Формировать умение наблюдать и анализировать явления, кратко и лаконично отвечать на вопросы.

Тип урока : изучение нового материала, с использованием элементов беседы.

Демонстрации: зависимость между объемом, давлением и температурой.

Оборудование : мульдимедийный проектор, компьютер.

Проверка домашнего задания. Повторение ранее изученного. ( фронтальный опрос).

-Почему барабанная перепонка уха не продавливается бомбардирующими её молекулами воздуха?

-Что доказал эксперимент Отто фон Герике?(опыт с Магдебурскими полу шариами)(слайд).

— Сформулируйте закон Дальтона. ( Давление смеси газов, не взаимодействующих друг с другом химически, равно сумме парциальных давлений этих газов. Воздух в комнате, где мы находимся, представляет собой смесь нескольких газов, в основном — азота (около 80%) и кислорода (около 20%).)

— Что такое идеальный газ?

-Назовите условия, при которых газ можно считать идеальным?

— Что называется концентрацией?

-Сформулируйте и запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

I I . Постановка проблемного вопроса и решение его.

— Какие параметры, характеризующие газ и процессы, проходящие в нем, называются микроскопическими параметрами (микропараметрами) ? .

— Какие параметры, характеризующие газ, и процессы, проходящие в нем, называются макроскопическими параметрами ?

— Назовите макропараметры, характеризующие газ? ( p – давление, V – объем, T – температура. )

Рассказ учителя. Температуру, объем, давление и некоторые другие параметры принято называть параметрами состояния газа. Выведем уравнение, устанавливающее зависимость между этими параметрами.

В 1834 году французский физик Б.Клайперон( презентация),работавший длительное время России,вывел уравнение состояния идеального газа при постоянной массе. Это уравнение связывает давление,объём и температуру,которые определяют состояние идеального газа,и называется уравнением состояния идеального газа.

Из уравнения m ₀ v 2 /2*3/2 kT и основного уравнения МКТ p =2/3 n m ₀ v 2 /2 p = nkT .

Зная,что n = N / V , N = const , п о лучим p = NRT / V * PV / T = NR = const .

Для постоянной массы идеального газа отношение произведения давления на объём к данной температуре есть величина постоянная.

P ₁ V ₁ / T ₁ = P ₂ V ₂ / T ₂ ; P ₀ V ₀ / N ₀ =8,31 Д ж/моль*К –универсальная газовая постоянная для одного моля газа при нормальных условиях.

Нормальные условия:
атмосферное давление p=1,013·10 5 Па,
температура 0°С, или Т=273,15К:
n=p/kT=1,01·10 5 /(1,38·10 -23 ·273)м -3 ≈2,7·10 25 м -3 .

В 1874году Д.И.Менделеев(презентация) вывел уравнение для произвольного числа молекул.

N = m / m ₀ ; N = m /µ N _а ; pV = NkT ; PV = m /µ N _a kT

г де N _A = 6,02·10 23 моль -1 — число Авогадро,

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

pV=m/µ R T — уравнение Менделеева – Клапейрона.

III . Закрепление изученного .

1.Что называют уравнением состояния системы?

2.Записать уравнение Клапейрона-Менделеева для произвольной массы идеального газа.

3.Чему равна универсальная газовая постоянная?

4.Каков физический смысл универсальной газовой постоянной?

5.Как запишется уравнение состояния для одного моля газа?

IV . . Решение задач.

1.В сосуде вместимостҗю 500см 3 содерңится 0,89г водорода при температуре 17 0 С.Определите давление газа.

2.В баллоне емкостҗю 25,6л находится 1,04 кг азота при давлении 3,5 МПа.Определитҗ температуру газа.

3.Какой объём занимает газ в количестве 10 3 мол ь при давлении 1 МПА и температуре 100 0 С?

4.Найти плотность водорода при температуре 15 0 С и давлении98кПа.