«Человеку, который знает, куда идет, мир

дает дорогу»Д. Джордан

амер. натуралист и педагог

Тема урока: «Газовые законы»

Цели проекта:1. Выяснить:- что такое изопроцесс и какие они

бывают;- как получить газовые законы из

уравнения состояние идеального газа;

- что такое термодинамический цикл;

- где применяют газовые законы.2. Познакомиться с принципом

построения графиков изменения состояния идеального газа.

Все газовые законы можно получить из УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА.

Поэтому, сначала, несколько слов об этом уравнении.

RTM

mpV = const

T

pV −или

для газа данной массы

Справедливо для достаточно разреженных газов:p - давление, ПаV - обьем,м3m - масса, кгM - молярная масса, кг\мольT - абсолютная температура,K. T=t+273R - универсальная газовая постояннаяR = 8,31 Дж(моль*К)

Газовые законы – количественные зависимости между двумя параметрами при фиксированном значении третьего параметра.

Уравнение состояния позволяет

- узнать, как меняется состояние системы, если она получает теплоту или совершает работу.

- определить одну из величин (например,Т), если известны две другие (р и V)

- определить, как протекают различные процессы при определенных внешних условиях. (например, как меняется давление газа, если уве личить его объем при неизменной температуре)

- Закон Бойля Мариотта - Закон Бойля МариоттаРоберт Бойль (Великобритания), 1662г.

Эдм Мариотт (Франция), 1667 г.

pV – const при m, T - const

mM

mMpV = RT, если Т – const, то RT -

const

изотермический изотермический процесспроцессДля данной массы газа произведение давления на

объем постоянно, если температура тела не меняется.VV

00 pp TT

VV

00TT

pp

00изотермы – линии, являющиеся графиком

изотермического процесса

VV00

pp

Изотерма, соответствующая более высокой температуре, лежит выше изотермы, соответствующей более низкой температуре.

pV = RTconst

mM

Изотермическимможно считать

процесс медленного

сжатия воздуха

p , V ,

T = T = constconst

Т2 > T1

Т2

T1

Закон Гей-ЛюссакаОткрыт экспериментально французом Джозефом Луи Гей-Люссаком, 1802г.

,если p-const, то

2

22

1

11

T

VP

T

VP =

или constприconst pmTV

−− ,,2

2

1

1

T

V

T

V =

Для данной массы газа отношение объема к температуре остается

величиной постоянной при неизменном давлении

Изобарный процесс Для данной массы газа отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется

Изобары – линии, являющиеся графиком изобарного процесса.

V

T0

V

Р0

Т

Р0

p-const

V

T

P1

P2

P2>P1

Изобара – линия, являющаяся графиком изобарного процесса. В области низкихтемператур прямую проводят штрихомт.к. постепенно он превращается в жид-кость.Изобара, соответствующая более высо-му давлению, лежит ниже изобары, соот-ветствующей более низкому давлению.(если T const , а р повышается, то V пони-жается.)

Изобарным можно считать расширениеГаза при нагревании его в цилиндре сПодвижным поршнем.

TVP-const

0

Открыт экспериментально

Жак Шарль ( Франция),1787 год

pV=m RT M

pT

m R MV

,если V-const, то

m RMV

- const pT

- сonst при V, m- соnst

=

Для данной массы газа отношение давления к температуре постоянно, если объём не меняется.

0 Т 0 Т 0 v

р Vр

Изохоры- линии, являющиеся графиком изохорного процесса

Изохора, соответствующая большему объему V2 , лежитниже изохоры, соответствующейменьшему объёму V1

pV=m

MRT

const

Изохорным процессомможно считать увеличениедавления газа в любойёмкости или в электрической лампочке при нагревании.

P

T0

V2

V1

V1<V2

С мороза в комнату

V - const

p T

• Дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, T . Показать этот процесс на графиках в координатах p, V и p, T.

T

V

0

2

13

T

p

V

3p

0

21

0

3

21

MRT

mpV =

Изобарноенагревание

Изотермическоесжатие

Изохорноеохлаждение

P V – const. T

p - constT

V - const.

Процесс1 → 2: V- ↑T - ↑

p – const

Процесс2 →3:

p - ↓V - ↑T - const.

V - const. T - ↓

Процесс3 →1:

p - ↓

Только что рассмотренный нами график изменения состояния идеального газа представляет собой термодинамический цикл (круговой процесс) – совокупность термодинамических процессов в результате которых рабочее тело тепловой машины (энергия, газ) возвращается в первоначальное состояние.Термодинамический цикл (а точнее, цикл Карно) лежит в основе действия всех тепловых двигателей.

р

1

2

34

0 V

Простейший цикл Карнодве изотермы (1-2; 3-4) идве адиабаты (2-3; 4-1)Адиабата – линия, являющаяся графиком

процесса в теплоизолированной системе (Q = 0)

Q1

Q2

Тепловые двигатели1. Паровая машина (η = 1-20%)2. Паровая турбина (η = 20-25%)3. Газовая турбина (η = 60%)4. Карбюраторный двигатель (η = 18-25%)

6. Дизельный двигатель (η = 30-40%) 6. двигатель внутреннего сгорания 7.воздушно реактивные (η = 25%)8. ракетные двигатели.

η = 1 – |Q2| (К.П.Д) Q1

Холодильник T2

НагревательT1

Рабочее тело

двигателя

Теплота Q1 Теплота Q2

работа А1

Выводы:1. Мы выяснили:

- что изучают газовые законы и как их вывести;

- какие бывают изопроцессы;- что такое цикл Карно и где он

применяется.2. Узнали принцип построения

диаграмм состояния идеального газа.