Разработка методического пособия для самостоятельной работы студентов по теме: "Газовые законы"

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) 2) 3) 4) 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 ( q = 34000 кал. Теплоемкость одной грамм-молекулы кислорода при постоянном объеме считать равной
Дано : = 840 К. q = 34000 кал.	Решение :
Найти :	1) 2) 3) 8,5 + 1,5 = 10.
Ответ : в 10 раз.
Задача 2.
Открытый сосуд содержит воздух при температуре Т 1 = 300 К. какая часть массы воздуха останется в нем при нагревании до температуры Т 2 = 723 К? тепловым расширение сосуда пренебречь.
Дано: Т 1 = 300 К. Т 2 = 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 m 1 = 2 г. водорода, во второй - n 2 = 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 М 1 = 0,002
Дано: V = 100 л. m 1 = 2 гр. n 2 = 1 моль. Т = 400 К. М 1 = 0,002 R = 8,31 .	Решение :
Найти: P	1) P 1 V = 2) 3)
Ответ : 0,010 Па

Молярные массы кислорода и водорода М 1 = и М 2 =0,002 .

Решение: О 2 Н 2 l L - l 1) 2) 3) 4) см

Объемы сосудов равны V 1 и V 2 , а давления в них P 1 и P 2 . Каким будет давление газа после открытия крана соединительной трубки? (температура газа постоянная)

Решение: 1) 2) 3) 4)

Насколько повысилась температура воздуха в цилиндре? Атмосферное давление равно Р 0 .

	Решение: 1) 2)Т 2 -Т 1 =Т 1

Каково будет давление Р’, если в одной части газ нагреть до температуры T ’ = 330 К., а в другой температуру газа оставить без изменения?

Решение: 1) 2) 3) 4) КПа

Задача 9. Баллон объемом V 1 = 40 л содержит сжатый воздух при давлении P 1 = 15 МПа. и температуре T 1 = 300 К. какой объем воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом этого баллона, если лодка находится на глубине h = 20 м, где температура T 2 = 280 К.? Плотность воды r = 10 3 P 0 = 0,1 МПа.

Решение: 1)Р 2 =Р 0 + r gh V 2 = V + V 1 2) или 3) V= 4)V= м 3

	Решение: 1) 2) 3) 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 2 m граммов этого же газа. Какую часть объема цилиндра будет занимать 2 m граммов газа при равновесии поршня?

	Решение: 1) 2)

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 = 150 К.?

	Решение: 1) 2) 3)

	Решение: 1) V воз. 2) V ; P 3) 4) Па = =0,2 МПа.

Задача 14. Какое количество кислорода вдыхает при каждом вдохе альпинист, находящийся на высоте, где давление воздуха = 0,505*10 5 5

	Решение: 1) 2) 3) 4) гр

Задача 15. Сосуд разделен перегородками на три части , объемы которых равны V 1 , V 2 , V 3 и в которых находятся газы при давлении Р 1 , Р 2 , Р 3 соответственно. Какое давление установится в сосуде после удаления перегородок, если температура при этом осталась неизменной ?

	Решение : 1) 2)

Какова глубина озера?

	Решение: 1) 2) 3) 4) 5) м

Емкость первого баллона V 1 = 1 л, второго V 2 = 3 л. какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянная.

Объемом трубки можно пренебречь.

	Решение: 1) 2) 3) 4) 5) Па.

Решение: 1) 2) 3) м 3

Определить объем воздуха при нормальном давлении, той же температуре. Дано: V 1 = 0,5 м 3 Р 1 = 3*10 5 Па. Т 1 = Т 2 = const. P 2 = 0,1*10 6 Па. Найти: V 2 . Ответ: V 2 = 1,5 м 3 . Задача 19. Сколько ртути войдет в стеклянный баллончик объемом 5 см 3 , нагретый до Т 1 =673 К , при его остывании до Т 2 =289 К , если плотность ртути при Т =289 К равна r =13,6 ?

	Решение: 1) 2) 3) 4) 5) 6)m= 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?

	Решение: 1) 2) 3) 4) К. К.

Трубка разделена подвижным поршнем на 2 части, отношение объемом которых

	Решение: 1) 2) 3) 4) K . = 410 K . К. = 205 К.

	Решение: 1) 2) л

Задача 23. Газ занимает объем 2 м 3 при температуре 273 0 С. Каков будет его объем при температуре 546 0 С и прежнем давлении?

Решение: 1) 2) 3) м 3

Какова была первоначальная температура газа?

	Решение: 1) 2) 3) 4) 5) K.

	Решение: 1) 2) К. = 131 0 С

	Решение: 1) 2) 3) 4) К. Т 1 = 648,7 К. = 375,7 0 С

	Решение: 1) 2) 3)

Теплоемкость стенок сосуда и перегородки не учитывать.

Решение: 1) 2)