Xreferat.com » Рефераты по педагогике » Разработка методического пособия для самостоятельной работы студентов по теме: Газовые законы (MS Word'97)

Разработка методического пособия для самостоятельной работы студентов по теме: Газовые законы (MS Word'97)

Министерство общего и профессионального

образования

Педагогический колледж ХГУ им. Н.Ф. Катанова


Разработка методического пособия

для самостоятельной работы студентов

по теме:

“Газовые законы”


Выполнила: студентка 101 гр.

Побеляева С.Н.


Проверил: Заволжский И.А.


Абакан 1998


Введение.


Любая наука естественного цикла – источник знаний об окружающем мире, явлениях природы. Особенность же физики состоит в том, что она изучает общие закономерности природы во всем многообразии окружающего мира. Это наука, которая изучает наиболее простые явления природы, моделируя определенные ситуации, описывая их физическим языком. Хотя в природе нет ничего простого, все взаимосвязано, тем не менее физика помогает найти в этом простоту, усваивать суть, понять многоликость явлений, как возможный итог действия сравнительно небольшого количества простейших процессов и сил, связанных между собой.

Изучение физики тесно связано с:

  1. знакомство учащихся с основами современных физических теорий, составляющих ядро физического образования;

  2. развитие у них интереса к окружающему миру;

  3. развитие практических умений и навыков;

  4. развитие умения наблюдать и систематизировать.


Исходя из этого, следует преподносить физику не как систему устоявшихся, “застывших” знаний, а как процесс исследования, решения конкретных задач, как процесс добывания знаний.

В этом смысле несомненно положительная роль обучения учащихся решению физических задач. Работа с задачей позволяет понять запомнить основные законы и формулы физики, создает представление об их характерных особенностях и границах применения. Задача развивает навыки в использовании физических законов для решения конкретных вопросов, имеющих практическое и познавательное значение.

В своей работе я раскрываю этапы решения задач по теме “Газовые законы”. Данная работа как раз служит в определенной мере решению той задачи, которая стоит при изучении этой темы. В ней сделана попытка систематизации типов и методов решения физических задач раздела “Газовые законы” школьного курса физики.

Эта работа явилась предметом интереса лишь потому, что с моей точки зрения, задачи, предоставленные здесь являются достаточно сложными, но в то же время они могут использоваться для самостоятельного изучения и понятны почти всем учащимся.


Решение задач по теме:

Газовые законы.

Классификация:

  1. Уравнение Менделеева-Клапейрона.

  2. Уравнение Клаперона.

  3. Изопроцессы:

  • Закон Бойля-Мариотта

  • Закон Гей-Люсака

  • Закон Шарля.


Уравнение Менделеева-Клапейрона.

Алгоритм:

  1. Прочитать условие задачи;

  2. Записать все данные задачи и искомые величины;

  3. Записать физические законы, нужные для решения задачи;

  4. Записать в математическом виде соотношения, выражающие физический смысл дополнительных условий, конкретизирующих указанные в задаче явления;

  5. Решить полученную систему уравнений в общем виде относительно искомых величин;

  6. Произвести проверку размерности;

  7. Вычислить значение искомых величин с учетом правки приближенных к вычислению.


Задача 1.

В закрытом теплонепроницаемом сосуде находится озон () при температуре = 840 К. Через некоторое время озон полностью превращается в кислород (). Определить во сколько раз возрастет при этом давление в сосуде , если на образование одной грамм-молекулы озона из кислорода нужно затратить q = 34000 кал. Теплоемкость одной грамм-молекулы кислорода при постоянном объеме считать равной = 5 .

Дано :

= 840 К.

q = 34000 кал.

= 5

() = 48

() = 32

Решение :

Найти :

  1. = =

  2. = ()

  3. = = 8,5 + 1,5 = 10.

  1. Ответ : в 10 раз.



Задача 2.

Открытый сосуд содержит воздух при температуре Т1 = 300 К. какая часть массы воздуха останется в нем при нагревании до температуры Т2 = 723 К? тепловым расширение сосуда пренебречь.

Дано:

Т1 = 300 К.

Т2 = 723 К.


Решение :


Найти: = ?


1) PV = PV =


2)


3)

Ответ : 0, 415



Задача 3.

Найти плотность азота при температуре Т = 300 К и давлении 0,1 МПа. Молярная масса азота М=0,028 .

Дано:

Т = 300 К.

Р = 0,1 Мпа.

М = 0,028 .

R = 8,31


Решение :


Найти: r = ?


1)

2)

3)

Ответ : 1,12



Задача 4.

Сосуд объема V = 100 литров разделен на 2-е равные части полупроницаемой перегородкой. В одной части сосуда находится m1 = 2 г. водорода, во второй - n2 = 1 моль азота. Найти давление, установившееся по обе стороны перегородки, если она может пропускать только водород. Температура в обеих половинах сосуда одна и та же: Т = 400 К. – и постоянна. Молярная масса водорода М1 = 0,002 .


Дано:

V = 100 л.

m1 = 2 гр.

n2 = 1 моль.

Т = 400 К.

М1 = 0,002.

R = 8,31 .

Решение :


Найти: P


1) P1V=

2)

3)

Ответ : 0,010 Па



Задача 5.

Цилиндр длины L=85 см. разделен на две части подвижным поршнем. Одна часть цилиндра заполнена кислородом , а другая – водородом. При каком положении поршня давление в обеих частях цилиндра будут одинаковы? Температуры и массы газов в обеих частях цилиндра одинаковы. Молярные массы кислорода и водорода М1= и М2=0,002 .

Дано :

L=85 см.

М1=0,032

М2=0,002

Т12

m1=m2


Найти : l


Ответ: l = 5 см


Задача 6.


Два сосуда, содержащие один и тот же газ, соединены трубкой с краном. Объемы сосудов равны V1 и V2, а давления в них P1 и P2. Каким будет давление газа после открытия крана соединительной трубки? (температура газа постоянная)


Дано:


V1, V2

P1, P2


Найти: Р.


Ответ: Р=


Задача 7.


В вертикально расположенном цилиндре сечения S под поршнем массы m находится воздух при температуре T1. Когда на поршень положили груз массы М ,расстояние его от дна цилиндра уменьшилось в n раз. Насколько повысилась температура воздуха в цилиндре? Атмосферное давление равно Р0.


Дано :


1)S, m,Т1

2)М, n

Р0-атмосфер дав.


Найти:Т21


Ответ: Т1


Задача 8.


Цилиндрический сосуд, расположенный горизонтально, заполнен газом при температуре T = 300 К. и давлении Р = 0,1 Мпа и разделен на 2-е равные части подвижной перегородкой. Каково будет давление Р’, если в одной части газ нагреть до температуры T’ = 330 К., а в другой температуру газа оставить без изменения?


Дано:


Т = 300 К.

Р = 0,1 МПа.

Т’ = 330 К.

Т1 = const.


Найти: Р’.


Ответ: Р’=105 КПа.


Задача 9.


Баллон объемом V1 = 40 л содержит сжатый воздух при давлении P1 = 15 МПа. и температуре T1 = 300 К. какой объем воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом этого баллона, если лодка находится на глубине h = 20 м, где температура T2 = 280 К.? Плотность воды r = 103 . Атмосферное давление P0 = 0,1 МПа.


Дано:


V1 = 40 л

Р1 = 15 МПа.

Т1 = 300 К.

h = 20 м

Т2 = 280 К.

r = 103

Р0 = 0,1 МПа.


Найти: V.


Ответ: V=28м3


Задача 10.


В сосуде с подвижным поршнем находится газ при давлении Р1=1,0Па и температуре Т1=27 К. Каким станет давление газа , если его объем уменьшить вдвое, а температуру повысить до 600 К.?


Дано:


Р1 = 1,0*105 Па.

Т1 = 27 К.

Т2 = 600 К.

V2 =


Найти: Р2.


Ответ: Р2 = 4,4 * 106 Па.


Задача 11.


Внутри закрытого с обеих сторон цилиндра имеется подвижный поршень. С одной стороны поршня в цилиндре находится m граммов некоторого газа, с другой стороны 2m граммов этого же газа. Какую часть объема цилиндра будет занимать 2m граммов газа при равновесии поршня?


Дано:


m 2m


P1, V1, T1 P2, V2, T2


Найти:


Ответ: = объема цилиндра.


Задача 12.


В закрытом цилиндрическом сосуде постоянного сечения находится газ при н.у. сосуд размещен горизонтально и разделен подвижным поршнем в отношении 1 к 2. В каком отношении поршень будет делить объем сосуда, если меньшую его часть нагреть до = 300 К., а большую охладить до = 150 К.?


Дано:


= 300 K.

= 150 K.

н.у.

V1 = 2V0


Найти: .


Ответ: .


Задача 13.


До какого давления накачан футбольный мяч, объемом V = 3 л за n = 40 качаний поршневого насоса? При каждом качании насос захватывает из атмосферы объем воздуха Vвоз. = 150 см3. Атмосферное давление P0 = 0,1 МПа.


Дано:


V = 3 л

n = 40

Vвоз. = 150*10-2 м3

Р0 = 0,1*106 Па.


Найти: Рn.


Ответ: Pn = 0,2 МПа.


Задача 14.


Какое количество кислорода вдыхает при каждом вдохе альпинист, находящийся на высоте, где давление воздуха = 0,505*105 ? Известно, что человек на поверхности земли, где давление 1,01*105 , вдыхает за 1 раз 1 гр. кислорода. Изменение температуры воздуха с увеличением высоты пренебречь.


Дано:


m1 = 1 гр.

Р2 = 0,505*105.

Р1 = 1,01*105.


Найти: m2.


Ответ: m2 = 0,5 гр.


Задача 15.


Сосуд разделен перегородками на три части , объемы которых равны V1, V2, V3 и в которых находятся газы при давлении Р1 , Р2 , Р3 соответственно. Какое давление установится в сосуде после удаления перегородок, если температура при этом осталась неизменной ?


Дано:

V1, V2, V3

Р1, Р2, Р3


Найти : Р


Ответ:


Р =


Задача 16.


Объем пузырька воздуха по мере всплытия его со дна озера на поверхность увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера?


Дано:

V2 = 3V1

P0 = 1,01*105 Па.

r = 1,293 .


Найти: h.


Ответ: h = 15,6 м


Задача 17.


Два баллона соединены трубкой с краном, в первом находится газ при давлении P = 105 Па., во втором при P1 = 0,6*105 Па. Емкость первого баллона V1 = 1 л, второго V2 = 3 л. какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянная. Объемом трубки можно пренебречь.


Дано:


P = 105 Па.

Р1 = 0,6*105 Па.

V1 = 1 л

V2 = 3 л

Т = const.


Найти: Р.


Ответ: Р = 0,4*105


Задача 18.


В камере автомобильного колеса вместимостью 0,5 м3 давление воздуха равно 3*105 Па. Определить объем воздуха при нормальном давлении, той же температуре.


Дано:


V1 = 0,5 м3

Р1 = 3*105 Па.

Т1 = Т2 = const.

P2 = 0,1*106 Па.


Найти: V2.


Ответ: V2 = 1,5 м3.


Задача 19.


Сколько ртути войдет в стеклянный баллончик объемом 5 см3, нагретый до Т1 =673 К , при его остывании до Т2 =289 К , если плотность ртути при Т =289 К равна r=13,6 ?


Дано:

V1=5 см3

Т1=673 К.

Т2=289 К.

Т =289 К.


Найти : m


Ответ: m = 39 гр.


Задача 20.


Объем некоторой массы идеального газа при нагревании на 1 К. при постоянном давлении увеличился на своего первоначального значения. При какой температуре находился газ в начале?


Дано:

Т1 = 1 К.

b =

Р = const.


Найти: T.


Ответ: Т=335 К.


Задача 21.


В запаянной цилиндрической трубке, расположенной горизонтально, находится воздух при н.у. Трубка разделена подвижным поршнем на 2 части, отношение объемом которых

Похожие рефераты: