Менделлев-Клапейрон теңдеуі

Пәні: физика

Оқу тобы: №64

Сабақтың тақырыбы: Менделеев- Клапейрон теңдеуі

Сабақтың мақсаты:

а) білімділігі: Менделеев-Клапейрон теңдеуін қорыта отырып,

кең түрде түсінік беру

ә) дамытушылығы: Бүгінгі өмір талабына сәйкес оқушылардың газ

заңдары тақырыбын білу дағдыларын

қалыптастыру

б) тәрбиелік мәні: Алған біліміне жауапкершілікпен қарауға, өзін

және жолдасын бағалай білуге, ұқыптылыққа,

еңбек сүйгіштікке және мамандық иесін

тәрбиелеу

Сабақтың түрі: Дәстурлі сабақ

Сабақтың типі: Жаңа сабақты меңгерту

Сабақтың әдісі: Баяндау, сұрақ - жауап, топтастыру әдісі, «Венн»

диаграммасы, топпен жұмыс.

Сабақтың көрнекілігі: Таблицалар, Менделеевтің периодтық жүйесі,

тест.

Сабақтың пән аралық

байланысы: химия, тарих, математика

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

1.1. Оқу тобы мен амандасу.

1.2. Оқу тобының сабаққа дайындығын тексеру.

1.3. Оқу кабинетінің тазалығын қадағалау.

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау:

1. Айналамыздағы денелерді қандай түрге бөлеміз?

2. Идеал газ дегеніміз не?

3. Молекулалы - кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі неге тең?

ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру:

Идеал газ күйінің теңдеуі.

Газдың қандай күйде тұрғанын білу үшін оның термодинамикалық параметрлерін, яғни қысымды, температураны, көлемді білу қажет. Термопараметрлердің біреуінің өзгерісі, оның басқа параметрлерінің өзгеруіне әкеп соғады. Термодинамикалық параметрлерді байланыстыратын теңдеу газ күйінің теңдеуі деп аталады. Осы теңдеуді молекулалы-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуін пайдалана отырып, шығарып көрейік:

P= nkT (1 )

N= N/V (2)

P= N/V kT (3)

PV= NkT (4)

N=vN=m/M NА (5)

pV=m/M NАkT (6)

R=kNА

R=1,38·10-²³Дж/К·6,02·10²³1/моль=8,31 Дж/К·моль

Универсал газ тұрақтысы дегеніміз - заттың 1 молінің температурасын 1К-ге арттыру үшін оған қанша жылу мөлшерін беру қажет екенін көрсететін физикалық шама.

Осы айтылғандарды ескерсек, онда идеал газ үшін мына теңдеу орындалады:

pV=m/MRT (7)

Бұл теңдеу идеал газ күйінің теңдеуі немесе Менделеев-Клапейрон теңдеуі деп аталады. Біз тарихтан білеміз 10 жылдай Россияда қызмет еткен атақты француз физигі, Б.П.Клапейрон идеал газ күйінің теңдеуін Менделеевтен бұрын 1834 жылы ашты.

pV/T=const (8)

Бұл теңдеуді Клапейрон теңдеуі деп атаумызға болады.

Күй теңдеуін қалыпты жағдайда идеал газдың 1 молі үшін жазатын болсақ, онда p=101325 Па, T= 273К кезінде V=22,4л/моль көлем қабылдайды.

pV/T= 101325·22,4·10-³ Па·м³ /243 К·моль =8,31 Дж/ К·моль

Универсал газ тұрақтысының мәні.

Изопроцестер дегеніміз термодинамикалық параметрлердің біреуі тұрақты болғанда жүретін процесті айтамыз.

1. Температура тұрақты болғанда жүретін процесті изотермалық деп атаймыз.

2. Қысым тұрақты болғанда жүретін процесті изобаралық деп атаймыз.

3. Көлем тұрақты болғанда жүретін процесті изохоралық деп атаймыз.

Изотермалық процессті ағылшын физигі Р.Бойль 1662 жылы ашты және француз физигі Э.Мариотт ашты:

pV=const

pV= pV

осы теңдеуді Бойль- Мариотт заңы деп атаймыз.

Изотерма процесінің графигін қысым мен көлемге тәуелділік графигін салайық. Сол кезде шыққан қисық сызықты изотерма сызығы деп атаймыз.

Изобаралық процесс. Оны француз физигі Гей-Люссак 1802 жылы тәжірибе жүзінде тұрақты қысымда газдың берілген массасы көлемінің температураға сызықты тәуелді болатынын тағайындады:

V1/V2=T1/T2

Бұл заң Гей-Люссак заңы деп аталады.

Изобаралық процесінің графигін көлем мен температураға тәуелділік графигін салайық. Сол кезде шыққан түзу сызықты изобара деп атаймыз.

Изохоралық процесс. Бұл процесті француз физигі Ж.Шарль зерттеген. 1787 жылы ол тәжірибе жүзінде тұрақты көлемде берілген газ массасының қысымы оның температурасына тура пропорционал болатынын тағайындады:

P1/P2=T1/T2

Бұл -Шарль заңы. Шарль өзінің заңын Гей-Люссактан ерте ашты, бірақ кеш жариялады.

Изохоралық процесінің графигін қысым мен температураға тәуелділік графигін салайық. Сол кезде шыққан түзу сызықты изохора деп атаймыз.Сонымен қатар итальяндық физик Авогадро және ағылшын физигі Дальтон өз заңдарын ашты.

Сабақты қортындылай келе оқушыларды 3 топқа бөлеміз. Бірінші топ - изотерма, екінші топ - изобара, үшінші топ - изохора топтарға тапсырма беріледі. Әр топ өздеріне берілген аттарының сипаттамасын беру керек.

IV. Сабақты бекіту.

«Венн диаграммасы» әдісі бойынша изопроцестердің ұқсастығын жазу:

Т=const

PV= const

P= const

V/T= const

V= const

P/T= const

Газ заңдары

Термодинамикалық параметрлер

V. Оқушылардың білімін бағалау.

VІ. Үйге тапсырма: § 4.6. Д.И. Менделеевтің өмірбаянына реферат жазу.