УРОКИ ФІЗИКИ У 10 КЛАСІ.
МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА

ВЛАСТИВОСТІ ГАЗІВ, РІДИН, ТВЕРДИХ ТІЛ*

Урок № 7

Тема. Розв'язування задач на рівняння стану ідеального газу

Мета: сприяти глибокому розумінню величин, що характеризують стан термодинамічної системи, уміння використовувати отримані знання під час пояснення фізичних явищ, розвивати логічне мислення.

ХІД УРОКУ

I. Перевірка знань під час фронтального опитування

1. Що ми розуміємо під рівнянням стану газу?

2. Написати рівняння стану ідеального газу.

3. Який фізичний зміст рівняння стану газу?

4. Сформулювати і записати основне рівняння МКТ.

5. Який зв’язок існує між температурою і середньою кінетичною енергією молекулярного руху молекул газу?

II. Розв'язування задач

Задача 1. Визначити масу гідрогену, що знаходиться в балоні місткістю 20 л за тиску 830 кПа, якщо температура газу дорівнює 17 °С.

Дано: V = 20 л, р = 830 кПа, t = 17 °C, М = 2·10-3  кг/моль, R = 8,31 Дж/(моль·К).

Знайти: m - ?

Розв’язання

Виведемо розмірність шуканої фізичної величини:

Відповідь: m = 1,38·10-2 кг.

Задача 2. У балоні знаходиться газ під тиском 40 Па і за температури 27 °С. Коли з балона випустили 3/5 газу, що містився в ньому, його температура знизилася до -33 °С. Визначити тиск газу, що залишився в посудині.

Дано: V - const, р1 = 40 МПа, t1 = 27 °С, t2 = -33 °С, m2 = 2/5m1

Знайти: р2 — ?

Розв’язання

Відповідь: р2 = 12,8 Па.

Задача 3. Скільки молекул повітря виходить з кімнати об’ємом 120 м3, якщо температура підвищується від 15 до 25 °С? Атмосферний тиск дорівнює 105 Па.

Дано: V = 120 м3, t1 = 15 °С, t2 = 25 °С, р = 105 Па.

Знайти: N - ?

Розв’язання

NA = 6·1023 моль-1 — число Авогадро;

R = 8,31 Дж/(моль·К) — універсальна газова стала;

Значення Δm підставляємо в рівняння (1):

Виведемо розмірність шуканої фізичної величини:

Відповідь: N = 1·1026 молекул.

III. Домашнє завдання

Повторити рівняння стану ідеального газу, основне рівняння МКТ.

Задача. Балон об’ємом 100 л містить гелій під тиском р1 = 5·106 Па за температури Т1 = 300 К. Вентиль балона зіпсувався і гелій почав витікати. Коли вентиль відремонтували, тиск у балоні виявився рівним р2 = 5,1·106 Па, але температура підвищилась до Т2 = 340 К. Знайти масу гелію, яка витекла з балона. Молярна маса гелію М = 4·10-3 кг/моль.