Разработка урока по физике «Дослідження залежності між тиском, об’ємом і температурою газу» (лабораторная работа)

Материал на украинском языке.

Мета:

навчити учнів розв’язувати задачі на рівняння стану газу фізичним та хімічним методами; розвивати уміння учнів користуватися комп’ютерною технікою та обізнаність у проведенні експериментів за допомогою «Віртуальної фізичної лабораторії»; виховувати інтерес до вивчення наук природничо-математичного циклу, використовуючи новітні комп’ютерні технології.

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

Привітання та перевірка присутніх.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1. Роздати карточки з завданнями деяким учням. (Додаток 1)

2. Викликаємо два учні до дошки, яку ділимо навпіл (з однієї сторони ХІМІЯ, з іншої – ФІЗИКА). Фронтально опитуючи решту учнів, паралельно ці два учні записують вигляд формул, згадуваних величин, з точки зору фізичного та хімічного вчення).

Питання:

МКТ – це… (фізик)

МКТ складається з … положень (фізик)

Між атомами і молекулами діють …. (фізик)

Дифузія – це … (хімік)

Броунівський рух – це …. (хімік)

Усі речовини поділяються на три основні групи …. (хімік)

Форму і об’єм зберігають …. (фізик)

Не зберігають форму, але зберігають об’єм …. (фізик)

Усі молекули складаються з …. (фізик)

Що таке відносна атомна маса? (хімік)

Що таке відносна молярна маса? (хімік)

Що таке кількість речовини? (хімік) 

Що таке стала Авогадро? (фізик)

Що таке молярний об’єм? (фізик)

Рівняння стану ідеального газу… (хімік)

Збираються картки в учнів (інформатик)

3. (Фізик). Розглядаємо домашнє завдання. (знову до дошки викликається два учні, розв’язуючи одну і ту ж задачу хімічно та фізично). Усі інші учні звіряють у правильності фізика і записують розв’язок хімічно.

Задача (зачитується і учні записують скорочену умову задачі)

Скільки молекул міститься в 1 мл газу при тиску 2, 53 кПа та температурі -23°С?

III. Виконання лабораторної роботи (Додаток 2)

Учні розсідаються по- двоє за комп’ютер.

(інформатик)

Відкриваємо програму «Віртуальна фізична лабораторія», обираємо 10 клас – Лабораторний практикум Лабораторна робота №1“ Дослідження залежності між тиском, об’ємом і температурою газу”.

По праву сторону дисплея ви бачите завдання до лабораторної роботи і вона для кожного з вас роздрукована. Підпишіть їх зверху: ПІБ і дату.

Теоретичний хід роботи ви переглянули вже вдома, тому нам потрібно провести лише експериментальну частину. Вона представила у вигляді відео. Продивившись дане відео, в якому проведено дослід, нам потрібно буде зняти лише числові дані і занести до таблиці, що у вас на листку.

(фізик)

На іншій стороні листка ви будете проводити обрахунки.

(інформатик)

Обраховувати можна за допомогою калькулятора, що в комп’ютері. Як це зробити?

Тим часом фізик на дошці записує абсолютні похибки...

IV. Підведення підсумків та оголошення оцінок.

Поки учні роблять л. р., вчителі обговорюють виставлення оцінок за роботу на уроці. Оголошують оцінки.

Весь материал - в документе.

Тема: Розв’язування задач на застосування рівняння стану ідеального газу.

Лабораторна робота № 12 «Дослідження залежності між тиском, об’ємом і температурою»

(інтегрований урок фізики, хімії та інформатики)

Мета: навчити учнів розв’язувати задачі на рівняння стану газу фізичним та хімічним методами; розвивати уміння учнів користуватися комп’ютерною технікою та обізнаність у проведенні експериментів за допомогою «Віртуальної фізичної лабораторії»; виховувати інтерес до вивчення наук природничо-математичного циклу, використовуючи новітні комп’ютерні технології.

Тип уроку: закріплення набутих знань, умінь та навичок

Демонстрації: карточки з завданнями (6 шт), роздатковий матеріал з лабораторною роботою (25 шт), комп’ютери, програма «Віртуальна фізична лабораторія», список учнів.

Хід уроку

І. Організаційний момент

Привітання та перевірка присутніх.

ІІ. Актуалізація опорних знань

1. Роздати карточки з завданнями деяким учням. (Додаток 1)

2. Викликаємо два учні до дошки, яку ділимо навпіл (з однієї сторони ХІМІЯ, з іншої – ФІЗИКА). Фронтально опитуючи решту учнів, паралельно ці два учні записують вигляд формул, згадуваних величин, з точки зору фізичного та хімічного вчення).

Питання:

• МКТ – це… (фізик)

• МКТ складається з … положень (фізик)

• Між атомами і молекулами діють …. (фізик)

• Дифузія – це … (хімік)

• Броунівський рух – це ….(хімік)

• Усі речовини поділяються на три основні групи ….(хімік)

• Форму і об’єм зберігають …. (фізик)

• Не зберігають форму, але зберігають об’єм …. (фізик)

• Усі молекули складаються з …. (фізик)

• Що таке відносна атомна маса? (хімік)

• Що таке відносна молярна маса? (хімік)

• Що таке кількість речовини? (хімік)

• Що таке стала Авогадро? (фізик)

• Що таке молярний об’єм? (фізик)

• Рівняння стану ідеального газу… (хімік)

Збираються картки в учнів (інформатик)

3. (Фізик). Розглядаємо домашнє завдання. (знову до дошки викликається два учні, розв’язуючи одну і ту ж задачу хімічно та фізично). Усі інші учні звіряють у правильності фізика і записують розв’язок хімічно.

Задача (зачитується і учні записують скорочену умову задачі)

Скільки молекул міститься в 1 мл газу при тиску 2,53 кПа та температурі -23С?

ФІЗКУЛЬТХВИЛИНКА – фізик

IV. Виконання лабораторної роботи (Додаток2)

Учні розсідаються по- двоє за комп’ютер.

(інформатик)

Відкриваємо програму «Віртуальна фізична лабораторія», обираємо 10 клас – Лабораторний практикум Лабораторна робота №1“Дослідження залежності між тиском, об’ємом і температурою газу”

По праву сторону дисплея ви бачите завдання до лабораторної роботи і вона для кожного з вас роздрукована. Підпишіть їх зверху: ПІБ і дату.

Теоретичний хід роботи ви переглянули вже вдома, тому нам потрібно провести лише експериментальну частину. Вона представила у вигляді відео. Продивившись дане відео, в якому проведено дослід, нам потрібно буде зняти лише числові дані і занести до таблиці, що у вас на листку.

(фізик)

На іншій стороні листка ви будете проводити обрахунки.

(інформатик)

Обраховувати можна за допомогою калькулятора, що в комп’ютері. Як це зробити?

Тим часом фізик на дошці записує абсолютні похибки:

p = 3 мм.рт.ст

V = 1 ум.од.

T = 1K

V.Підведення підсумків та оголошення оцінок

Поки учні роблять л.р., вчителі обговорюють виставлення оцінок за роботу на уроці. Оголошують оцінки.

VI. Оголошення домашнього завдання

(фізик) Записуємо дом.завд. на дошці: Виконати завдання №312 (Сиротюк) і фізично, і хімічно.

Додоток 1

І – й етап

1. Вкажіть основні одиниці вимірювання фізичних величин, представлених у таблиці:

ІІ – й етап

2. Визначте, яким фізичним величинам відповідають наступні одиниці вимірювання.

ІІІ – й етап

3.     Яким сталим величинам відповідають ці значення і як вони називаються:

а) ____....=6,02 ·10²³моль^-1;  

б) ____....=1,38·10^-23Дж/К

в) ____....=8,31ДЖ/(моль·К)

І – й етап

1. Вкажіть основні одиниці вимірювання фізичних величин, представлених у таблиці:

ІІ – й етап

2. Визначте, яким фізичним величинам відповідають наступні одиниці вимірювання.

ІІІ – й етап

3.     Яким сталим величинам відповідають ці значення і як вони називаються:

а) ____....=6,02 ·10²³моль^-1;  

б) ____....=1,38·10^-23Дж/К

в) ____....=8,31ДЖ/(моль·К)

Додаток2

“Дослідження залежності між тиском, об’ємом і температурою газу”

Мета роботи: Виміряти тиск, об’єм і температуру для різних станів однієї і тієї ж маси газу і перевірити рівняння стану газу.

Прилади і матеріали:

1. Скляні трубки-балони діаметром 40 мм, довжиною 60 см - 2 шт.

2. Скляна трубка сталого перерізу діаметром 10 мм, довжиною 60 см, закрита з одного кінця.

3. Термометр лабораторний від 0 до 100 °С.

4. Барометр-анероїд.

5. Лінійка вимірювальна 1м.

6. Чайник з гарячою водою.

7. Посудина з холодною водою.

8. Штатив з муфтою і лапкою.

9. Пластилін.

Теоретичні відомості:

Виконуючи роботу, треба на досліді переконатися, що при зміні тиску, об'єму і температури тієї самої маси газу добуток тиску на об'єм, поділений на абсолютну температуру, є величина стала:

Для виконання роботи потрібно скористатися вузькою трубкою довжиною близько 60 см, закритою з одного кінця, і двома скляними циліндрами такої самої висоти з гарячою і холодною водою (рис. 1.1). Повітря, замкнуте в трубці, буде об'єктом дослідження. Температуру повітря можна змінювати, занурюючи трубку спочатку в гарячу, а потім у холодну воду. При цьому одночасно з температурою зміниться об'єм повітря в трубці і його тиск.

Хід роботи:

1. Виміряйте довжину вузької трубки і визначте об'єм повітря в ній в умовних одиницях об'єму (нехай кожний міліметр довжини трубки відповідає одиниці об'єму). Тиск повітря в трубці дорівнює атмосферному; визначте його за допомогою барометра.

2. Опустіть трубку відкритим кінцем угору в посудину з гарячою водою. Через 1…2 хвилини повітря в трубці прогріється до температури води. Виміряйте цю температуру (воду в посудині варто перемішувати).

3. Користуючись співвідношенням Т = tC + 273, виміряну температуру в шкалі Цельсія переведіть в шкалу Кельвіна.

4. Результати вимірювань об'єму, тиску і температури запишіть у таблицю 1.1.

5. Закрийте пластиліном отвір трубки. Вийміть її з гарячої води, переверніть і опустіть у посудину з холодною водою отвором донизу. У воді відкрийте отвір, а трубку опускайте доти, поки закритий кінець не зрівняється з рівнем води в посудині. При цьому температура повітря в трубці, його об'єм і тиск зміняться.

1. Через 1-2 хвилини виміряйте температуру й об'єм повітря в трубці. Щоб визначити тиск повітря в цьому стані, треба до атмосферного тиску додати тиск стовпа води, який визначається його висотою h від поверхні води до її рівня в трубці. Тиск вимірюють у міліметрах ртутного стовпа. (Тиск 1 мм рт. ст. дорівнює тиску 13,6 мм водяного стовпа.) Тому

де h визначено в міліметрах.

1. Для кожного стану обчисліть відношення добутку тиску на об'єм до температури. Результати запишіть в таблицю.

2. Обчисліть відносну і абсолютну похибки за формулами:

1. Абсолютну похибку С порівняйте з різницею знайдених результатів для першого і другого станів; зробіть висновок.

2. Обчислюючи р, треба врахувати, що основна похибка барометра дорівнює 3 мм рт. ст. в інтервалі 730…770 мм рт. ст. і 5 мм рт. ст. для всіх інших показів.

11. За результатами досліджень зробіть висновок.

ФІЗКУЛЬТХВИЛИНКА

Працювати перестали

І тепер всі дружно встали.

Будемо відпочивати,

Нумо, вправу починати!

І направо, і наліво,

Щоб нічого не боліло.

Один і два, три і чотири —

Набираємося сили.

Нахилились, повернулись,

До товариша всміхнулись.

Ще раз добре потянулись

За комп’ютери вернулись