Закон Бойля-Мариотта. Научная деятельность Роберта Бойля была основана на экспериментальном методе и в физике, и в химии, и развивала атомистическую теорию. В 1660 году Роберт Бойль открыл закон изменения объема газов (в частности, воздуха) с изменением давления. Позднее он получил имя закона Бойля-Мариотта: независимо от Бойля этот закон сформулировал французский физик Роберт Мариотт. Кроме того, Бойль доказал, что при изменении давления могут испаряться даже те вещества, с которыми этого не происходит в нормальных условиях, например лед. Бойль первым описал расширение тел при нагревании и охлаждении. Бойль сомневался в универсальной аналитической способности огня и искал иные средства для анализа. Его многолетние исследования показали, что, когда на вещества действуют теми или иными реактивами, они могут разлагаться на более простые соединения. Бойль изобрел оригинальную конструкцию воздушного насоса. Насосом удалось почти полностью удалить воздух. Пустое пространство он решил назвать вакуумом, что по-латыни означает "пустой".Бойль много занимался изучением химических процессов -- например, протекающих при обжиге металлов, сухой перегонке древесины, превращениях солей, кислот и щелочей. В 1654 году он ввел в науку понятие анализа состава тел. Одна из книг Бойля носила название "Химик-скептик". В ней были определены элементы - как "первоначальные и простые, вполне не смешанные тела, которые не составлены друг из друга, но представляют собой те составные части, из которых составлены все так называемые смешанные тела и на которые последние могут быть в конце концов разложены". А в 1661 году Бойль формулирует понятие о "первичных корпускулах" как элементах и "вторичных корпускулах" как сложных телах. Он также впервые дал объяснение различиям в агрегатном состоянии тел. В 1660 году Бойль получил ацетон, перегоняя ацетат калия, в 1663 году обнаружил и применил в исследованиях кислотно-основный индикатор лакмус в лакмусовом лишайнике, произрастающем в горах Шотландии. В 1680 году он разработал новый способ получения фосфора из костей, получил ортофосфорную кислоту и фосфин.В Оксфорде Бойль принял деятельное участие в основании научного общества, которое в 1662 году было преобразовано в Лондонское Королевское общество (фактически это английская Академия наук).Бойлем было написано множество книг, некоторые из них вышли в свет уже после смерти ученого. Для газа данной массы при постоянной температуре произведение давления газа на его объём постоянно: p1V=p2V2.
Слайд 7 из презентации «Учёные-физики и их открытия» к урокам физики на тему «Учёные физики»Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке физики, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Скачать всю презентацию «Учёные-физики и их открытия.ppt» можно в zip-архиве размером 489 КБ.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Газовые законы Работу выполнил: студент 1 курса, группы 18 ГБОУ СО СПО «БПТ» Новиков Павел Преподаватель: Гордиенко Татьяна Павловна
Газовые законы Газовые законы определяют количественные зависимости между двумя параметрами газа при неизменном значении третьего. Газовые законы справедливы для любых газов и газовых смесей.
Уравнение Менделеева -Клапейрона Состояние данной массы газа полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния. Для произвольной массы газа состояние газа описывается уравнением Менделеева-Клапейрона: Где p - давление, V - объем, m - масса, M - молярная масса, R - универсальная газовая постоянная (R= 8,31 Дж/(моль ∙ К)) . Уравнение Менделеева-Клапейрона показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров, характеризующих состояние идеального газа.
Уравнение Клапейрона Объединенный газовый закон (уравнение Клапейрона): произведение давления данной массы на его объем, деленое на абсолютную температуру, есть величина постоянная. = Бенуа́ Поль Эмиль Клапейрон - французский физик и инженер.
Изопроцессы Всякое изменение состояния газа называется термодинамическим процессом. Термодинамические процессы, протекающие в газе постоянной массы при неизменном значении одного из параметров состояния газа, называются изопроцессами. Изопроцессы являются идеализированной моделью реального процесса в газе. Изопроцессы подчиняются газовым законам.
Закон Бойля-Мариотта Роберт Бойль Эдм Мариотт Закон получен экспериментально в 1662 Р. Бойлем в 1676 Э. Мариоттом
Закон Бойля-Мариотта Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. Закон Бойля - Мариотта выполняется строго для идеального газа и является следствием уравнения Клапейрона. Для реальных газов закон Бойля - Мариотта выполняется приближенно. Практически все газы ведут себя как идеальные при не слишком высоких давлениях и не слишком низких температурах. pV= const при T=const и m=const
Закон Бойля-Мариотта Процесс изменения состояния системы макроскопических тел (термодинамической системы) при постоянной температуре называют изотермическим. Графическое представление изотермического процесса: - график, отражающий изотермический процесс, называется изотермой. (математически – это гипербола (в осях pV)).
Закон Гей-Люссака Закон получен экспериментально в 1802г Жозе́ф Луи́ Гей-Люсса́к
Закон Гей-Люссака Для газа данной массы при постоянном давлении отношение объема к температуре постоянно. Или = при p= const = То есть, зависимость прямая. Чем больше объем, тем больше температура. Чем меньше температура, тем меньше объем и т.д.
Закон Гей-Люссака Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным (от греческого слова «барос» - вес). Графическое представление изобарного процесса: - график, отражающий изобарный процесс, называется изобарой. (математически – это линейная зависимость (в осях VT))
Закон Шарля Установил закон экспериментально в 1787г. Жак Александр Сезар Шарль
Закон Шарля Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. = при V= const
Закон Шарля Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным (от греческого слова «хорема» - вместимость). Графическое представление изохорного процесса: - график, отражающий изохорный процесс, называется изохорой. (математически – это линейная зависимость (в осях pT)).
Газовые законы. Подводим итоги. Закон Бойля - Мариотта Гей- Люссака Шарля Изопроцесс Изотермический- это процесс изменения системы при постоянной температуре. Изобарный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Изохорный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Формула, формулировка pV = const Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется. = Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется. = Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. Закон Бойля - Мариотта Гей- Люссака Шарля Изопроцесс Изотермический- это процесс изменения системы при постоянной температуре. Изобарный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Изохорный- это процесс изменения системы при постоянном давлении. Формула, формулировка pV = const Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется.
Источники http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6 http://www.fmclass.ru/phys.php?id=485d1c5b2831e#2 http://www.physbook.ru/index.php/SA._%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%8B http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%EE%E9%EB%FC,_%D0%EE%E1%E5%F0%F2 http://physicslesson.ucoz.ru/index/ehdm_mariott/0-110 http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gaylussac.jpg?uselang=ru http://frutmrut.ru/zakon-gej-lyussaka http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6 http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B0%D1%80%D0%BB%D1%8C,_%D0%96%D0%B0%D0%BA_%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D1%80_%D0%A1%D0%B5%D0%B7%D0%B0%D1%80 http://class-fizika.spb.ru/index.php/10-11cl/898-td6
Лучший способ изучить что-либо - это открыть самому. Д. Пойа Функция y = k / x. Её график. Свойства. План урока: 1. Каждый учащийся строит график функции, используя компьютерную программу (самостоятельная работа) 2. Обсуждение графиков (фронтальная работа) 3. Свойства графиков (работа в малых группах) 4. Закрепление изученного (индивидуальный тест на компьютере) Результаты всех этапов будут заноситься в итоговую таблицу
Таблица результатов Ф.И. Построение графика(2 б) Свойства функции(5 б) Тест(5 б)Бонус Итого назад
Y = k / x, k>0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y
0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y
0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y
0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y 0 Свойства функции: 1. Область определения функции х (-;0) (0;+) 2. y >0 при х>0; y
y = k / x, k 0 при х 0 3. Возрастающая функция 5. Функция имеет точку разрыва х = 0 6. Область значения функции y (-;0) (0;+) 4. у - не существует у - не существует наибольшее наименьшее
Домашнее задание Конспект, §18, а)б)
Слайд 2
Цели урока:
изучить газовые законы; научиться объяснять законы с молекулярной точки зрения; изображать графики процессов; продолжить обучение решать графические и аналитические задачи, используя уравнение состояния и газовые законы.
Слайд 3
Что является объектом изучения МКТ? Что в МКТ называют идеальным газом? Для того чтобы описать состояние идеального газа используют три термодинамических параметра. Какие? Назовите микроскопические параметры идеального газа и макроскопические параметры. Как создаётся давление? Как термодинамический параметр давления связан с микроскопическими параметрами? Как объём связан с микроскопическими параметрами?
Слайд 4
Изопроцессы в газах
Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами. Рассмотрим следующие изопроцессы:
Слайд 5
Газовый закон –количественная зависимость между двумя термодинамическими параметрами газа при фиксированном значении третьего.
Газовых закона, как и изопроцесса – три. Первый газовый закон был получен в 1662 году физиками Бойлем и Мариоттом, Уравнение состояния – в 1834 году Клапейроном, а более общая форма уравнения – в 1874 году Д.И.Менделеевым.
Слайд 6
План изучения нового материала
Определение процесса, история открытия Условия применения Формула и формулировка закона Графическое изображение Пример проявления
Слайд 7
Изотермический процесс -
процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре. Условия выполнения: Т – const, m – const, хим. состав – const. Р1V1 = Р2V2 или РV=соnst (закон Бойля – Мариотта). Р. Бойль 1662 Э. Мариотт 1676 Если T = const, то приV↓ p, и наоборот V p↓ р, Па 0 V, м³ изотермы Т2 Т1 Т2 >Т1 0 р, Па Т, К 0 V, м³ Т, К
Слайд 8
Закон Бойля-Мариотта справедлив для любых газов, а так же и для их смесей, например, для воздуха.
Пример проявления: А) сжатие воздуха компрессором Б) расширение газа под поршнем насоса при откачивании газа из сосуда.
Слайд 9
Газовые законы активно работают не только в технике, но и в живой природе, широко применяются в медицине. Закон Бойля-Мариотта начинает «работать на человека» (как, впрочем, и на любое млекопитающее) с момента его рождения, с первого самостоятельного вздоха.
Слайд 10
При дыхании межреберные мышцы и диафрагма периодически изменяют объем грудной клетки. Когда грудная клетка расширяется, давление воздуха в легких падает ниже атмосферного, т.е. «срабатывает» изотермический закон (pV=const), и в следствие образовавшегося перепада давлений происходит вдох. Применение закона Бойля-Мариотта
Слайд 11
Применение закона Бойля-Мариотта
Другими словами воздух идет из окружающей среды в легкие самотеком до тех пор, пока величины давления в легких и в окружающей среде не выровняются. Выдох происходит аналогично: вследствие уменьшения объема легких давление воздуха в них становится больше, чем внешнее атмосферное, и за счет обратного перепада давлений он переходит наружу.
Слайд 12
Изобарный процесс -
процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении. Условия выполнения Р – const, m – const, хим. состав – constV1/T1 = V2/T2 . V/Т = const (закон Гей-Люссака). Ж. Гей-Люссак 1802 Если р = const, то приТ↓ V↓, и наоборот T V V, м³ 0 Т, К изобары р2 р1 р2
Слайд 13
Пример проявления
Расширение газа в цилиндре с подвижным поршнем при нагревании цилиндра
Слайд 14
Изохорный процесс -
процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном объеме. Условия выполнения: V – const, m – const, хим. состав – const. p/Т = const илиP1/T1 = P2/T2(закон Шарля). Ж. Шарль 1787 Если V = const, то приТ↓ p↓, и наоборот T p P, Па 0 Т, К Изохоры V2 V1 V2
Слайд 15
Пример проявления
Нагревание газа любой закрытой емкости, например в электрической лампочке при ее включении.
Слайд 16
1834г. Французский физик Клапейрон, работавший длительное время в Петербурге, вывел уравнение состояния идеального газа при постоянной массе газа (m=const).
Р= n0 к T– основное уравнение М.К.Т., так как n0 – число молекул в единице объема газа n0 = N/VN - общее число молекул т.к. m=const, N - остается неизменным (N= const) P= NкT/VилиPV/T = Nⱪ где Nк - постоянное число, то PV/T = constP1V1 / T1 = P2V2 / T2- уравнение Клапейрона
Слайд 17
Если взять произвольную массу газа m при любых условиях, то уравнение Клапейрона примет вид:
PV = m/M·RT- уравнение Клапейрона-Менделеева Это уравнение в отличии от предыдущих газовых законов связывает параметры одного состояния. Оно применяется, когда в процессе перехода газа из одного состояния в другое меняется масса газа.
Слайд 18
Особенность газообразного состояния
1. В свойствах газов: - Управление давлением газа - Большая сжимаемость - Зависимость p и V от Т 2. Использование свойств газов в технике.
Слайд 19
Использование свойств газов в технике
Газы в технике, применяются главным образом в качестве топлива; сырья для химической промышленности: химических агентов при сварке, газовой химико-термической обработке металлов, создании инертной или специальной атмосферы, в некоторых биохимических процессах. Газы также применяют в качестве амортизаторов (в шинах), рабочих тел в двигателях (тепловых на сжатом газе), двигателях внутреннего сгорания.
