MKT by Управління освіти

Молекулярно - кінетична теорія

Тема: Молекулярно кінетична теорія

Мета : повторити знання з хімії про будову речовини та головні фізичні величини молекулярно – кінетичної

1.Активізація опорних знань Основні положення МКТ

з молекул

Всі тіла складаються

Молекули

рухаються

Молекули

взаємодіють

Молекули складаються

5 •

Кількість речовини Відносна молекулярна маса Число Авогадро

з атомів фізична величина 1/12 маси молекули С Кількість молекул в 1молі

Агрегатні стани речовини Стан

відстань

взаємодія

Характер руху

Тверде тіло

порядок

Fпр = Fвідшт

зберігає Хаот. коливання

зберігає

рідина

безпорядок

Fвідш <Fпр

Хаот. рух

Не зберігає

зберігає

Займає

Не зберігає

газ

Не Хаот. рух взаємодію ть

Зберіган форми

весь

об’єм

ня Об’єму

2. Вивчення нового матеріалу •

Розміри молекули

•

Закон Авогадро

•

Молярна маса

• •

Молекулярна маса

N A = 6,02 ×10231/ моль

µ =… кг\моль m =m= m 0 N N A N V n=m m = N =V m A

Кількість речовини

За нормальних умов

Vm = 22, 4 ×10-3 м3

Ø4.Яка товщина масляної плівки на поверхні води , якщо Øкрапля масла масою 0,0008г, утворилася пляма Øплощею 0,55 м². Густина масла 900 кг/м³.

Дано m= 0,0008г 8=×10-7

Dd = VS кг

S=0,55м² ρ=900кг/м³

m r

Dd =

mS r

[ Dd ] = Δd=?

Dd =

810 × -7 ×5510 × -2 910 × 2

кг× м3 м2 кг

» 5 ×10-10 м

=м

1.Скільки молекул знаходиться у 1 кг водню ( Н2) ? – Дано: m=1кг M=2·10¬³кг/моль NA=6,02·10²³1/моль N=?

N =n × NA

m m

N = NA m m

• • • •

Дано: m=10г=10·10¬³кг µ=18·10¬³кг/моль NA=6,02·10²³ 1/моль

• ν=?

m m

[n] =

кг×моль кг

= моль

ν=10 / 18=0,55 моль • • m • Дано: m0 = N A • µ(Н2О)=18·10ˉ³кг/моль × моль [m0 ] = кгмоль NA=6,02·10²³1/моль = кг m0=?

m0 = 3 ×10

Який об’єм займає 100 моль ртуті?

Дано: ν=100 моль

-26

кг

µ=200·10ˉ³кг/моль ρ=13600кг/м³ V=?

Ø6.У кімнаті об’ємом 60 м³ випарували Ø краплину парфумів масою 10 г.

Скільки Ø атомів ароматичної речовини попадає Øу легені людини , якщо при кожному вдиханні Øповітря, об’єм легень людини 1 дм³? ØМолярна маса Øречовини 1 кг/моль.

Дано: V=60м³ m=0,01кг V1= 10ˉ³м³ µ=1кг/моль N1=?

N1 = 10

Домашнє завдання

•

§18,19 N 11-15(cт.179), ? 1-20 ( ст183,184)

Тема: Температура. Газові закони. Мета: формувати знання про температуру характеристику руху молекул; уміння застосовувати знання газових законів до розв’язування задач та практичних 1.Активізація опорних знань. • Самостійна робота. • Задача1. Яка маса 200 молів чадного газу (СО2) ? • Задача 2. • Знаючи число Авогадро , визначити об’єм і діаметр молекули золота. Задача 3. • Вважаючи , що об’єм молекули води , знайти, який % від всього простору, зайнятого водою, приходиться на самі молекули

2.Вивчення нового матеріалу. • •

1. Прочитати §20, ст185, висновок записати :

•

Температура Вимірюється

-характеристика кінетичної енергії молекул; - рівноваги Термометром за шкалою 273 0 -Цельсія tºC (00 273 100)ºС

Шкала Кельв • Прочитати §20, ст187.

Т=(tºС + 273)

• Абсолютна температура 273

273

• Визначається

Шкала Кельвіна

Т=(tºС + 273)К

Дати відповіді на ? Ст 190 №9 Δt=5ºC ΔT =?

• •

1. §21 ст 192

ΔT=T2-T1 T2=t2+273 T1= t1+273 ΔT=t2-t1 ΔT=Δt

Модель газу. Ідеальний газ Газ , розмірами молекул якого можна знехтувати, а взаємодія між молекулами відбувається тільки під час їх зіткнень

Газові закони ізобарний V = const P1 P2

ізохорний

V = const P1 P2

= TT12

ізотермічн T = const P1V1 = P2V2

T1 T2

0 T ізохора

0 V ізотерма

V T 0ізобара

Осмислення матеріалу • Задача 1.У циліндрі під поршнем знаходиться 0,006м³газу при температурі 323К. До якого об’єму треба ізобарно стиснути газ, щоб його температура понизилася до 220К?

Задача 2 • При ізохорному охолодженні газу, взятого при температурі 480К, його тиск зменшився у 1,5 рази. Якою стала кінцева температура? • Задача 3 • Газ стиснуто ізотермічно від об’єму 0,008м³ до об’єму 0,006м³. Яким був початковий тиск, якщо після стискання він став 16кПа. Домашнє завдання • §20,21 ( за зошитом), запитання ст 190

Рівняння газового стану

Мета: засвоїти знання рівняння газового стану та набути вміння застосовувати його до розв’язування задач 1.Актуалізація опорних знань • 1. Параметри газу P,V,T,m,M • Ізопроцеси: ізотермічний ізохорний ізобарний

• Абсолютна •

температура Нормальні умови

Самостійна робота •

1. Газ знаходиться у балоні при температурі 288К і тискові 1,8МПа. При якій температурі тиск газу стане 1,55МПа?

•

2. Газ, який займає об’єм12,32л, охолонули при сталому тискові на 45К, після чого його об’єм став 10,52л. Якою була початкова температура газу?

•

Аеростат, наповнений газом при нормальному тискові, піднявся на висоту , де тиск 66,7кПа. У скільки разів збільшився його

Відповіді до с.р. •

•

1 .

2 .

P=constVV12 = TT12 ®T1 =V1(TV1-2DT) ®T1 =VV11-DVT2 =308K P =constVV12 = TT12 ®T1 = V1(TV1-2DT) ®T1 = VV11-DVT2 =308K Т = constP1V1 = P2 V 2 ®

•

V2 V1

P1 P2

101кПа 66, 7 кПа

= 1,5

ізохора V2 ізотерма ізобара V1 ізохора T1

(P1V1T1)

(P1 V2 T2 )

(P3 V1 T3 )

V2>V1

P3>P2

4 3

3 1

•

2Вивчення нового матеріалу. • 1.Прочитати ст 199, виписати рівняння Клапейрона.

P1V1 P2V2 T1 T2 • 2. Прочитати ст 200 та виписати закон Авогадро PV/T=kN P=knT k – стала Больцмана Рівняння МеделєєваКлапейрона PV=m/M RT Універсальна газова стала—R

3. Осмислення матеріалу • Розв’язування задач. • №14 Дано: P1V1 T1

P2V2 T2

m=const V2=2V1 T1=2T2 • №20 Дано: Р2=2Р1 V1=3V2 T2=0,8T1 Δm/m ?

® = P1 P2

V2T1 V1T2

2 2

Тиск не змінився.

№3 При збільшенні температури ідеального газу в 2 рази тиск збільшився на 25%. У скільки разів змінився об’єм? • №4 • При зменшенні об’єму газу в 2 рази тиск збільшився на 120 кПа, а температура зросла на 10%. Яким був початковий тиск?

№5 • Який тиск робочої суміші встановлюється у двигуні автомобіля, якщо до кінця стискання температура підвищується з 50°С до 250°С , а об’єм зменшився від 0,75 л до 0,12 л. Попередній тиск 80 кПа. Домашнє завдання • §21 до кінця , №12,15,19 (ст 203)

Графічні задачі на газові закони Мета: закріпти знання газових законів через розв’язок задач.

Актуалізація опорних знань • 1. Параметри, що характеризують стан газу. • 2. Температура. • 3. Абсолютна температура. • Ізопроцеси : - ізобарний - ізохорний

- ізотермічний 2.Розв’язування задач • 1.

• 1.Рис 21.6.перенести в зошити. Розглянути ізобари в різних системах

T P

T V

•

На рис зображено дві ізобари а і б. Якій ізбарі

відповідає більший тиск? V

• Ідеальний газ переведено із стану 1 у стан 2. Де газ даної маси мав більший об’єм?

Р 1

1а

1(V1,P1,T1)→ 2(V2,P2,T2) • Перехід 1-1а P=const

Т2 >Т1 V2 > V1 2)Перехід 1а-2 T=const 2

P1>P2

• Один моль ідеального газу переводять із стану 1 в стан 2. Визначити максимальну температуру газу в цьому процесі.

2P0

Р0

2V0

• З газом було здійснено процес, який показано на малюнку. Накреслити цей процес у системах координат (P,V) і(V,T)

p 5

3 1

4 2

Лабораторна робота №4 • Дослідна перевірка закону Бойля-Маріотта • ст. 259. Домашнє завдання • Ст 196,197 підручника, ст203 №11

Пароутворення. Насичена пара. Вологість Мета: формувати знання про фазові переходи агрегатних станів речовини, уміння застосовувати знання до розв’язку задач. Актуалізація опорних знань

•

Нагадаємо, що вам відомо про перехід твердого тіла в рідину.

• Плавлення

+Q=λm -Q-λm

• Випаровування

+Q=Lm -Q=Lm

Кристалізація Конденсація.

Вивчення нового матеріалу • Прочитати §23. і дати відповідь на ? • 1. Яка енергія молекул змінюється при фазових переходах речовини? Кінетична чи потенціальна? • Так як змінюється положення молекул, то змінюється їх потенціальна енергія, а кінетична не змінюється – температура при переходах залишається незмінною: температура

плавлення і температура пароутворення. Від чого залежить температура кипіння -Температура кипіння рідини залежить від тиску над її поверхнею Пара над поверхнею рідини

•

1. У відкритій посудині

• Ненасичена

2. У закритій посудині

насичена

Вологість

j =

р рн

100

р- тиск пари за даної температури рн- тиск насиченої пари за тієї ж температури

Точка роси

• Температура, за якої

починається

конденсація вологи ( випадає роса

)

Розв’язування задач • • • • • • •

Кирик, ст 68 С.р. №1. Дано:

j = 100% р рн

φ=80% t=15ºC рн=1,71кПа p=?

р=

рнj 100%

1,71×103×80 100

=1,368кПа

• • • •

Дано:

•

t (точка роси)=?

t=20ºC

р=

φ=60%

рнj 100

2,33×60 100

=1,4кПа

рн=2,33 кПа

t(точка роси)

№2 • • • • • •

Дано V=40м³ t=20ºC φ1=20% φ2=50% ρн=17,3г /м³

Dm = DrV Dr = r2 - r1 н×j1 r1 = r100 н×j2 r2 = r100

rн Dr = 100 (j2 -j1)

rн Dm = 100 V(j2 -j1)

Δm=0,208 кг= 208г

12ºС

№7 • • •

pV = Mm RT

Дано: t=100ºC

p = Mr RT

ра=101кПа M=18

г/м³

•

pM RT

101×103×18×10-3 8,31×373

= 0,59кг/ м3

ρн=?

Ст 216 № 11 ρ=1,3 кг/м³ M=0,029кг/моль

V0=?

V =V 0 N V = 1м 3 N= r N M A V = r N V 0 M A

• Домашнє завдання§23, задача № 14 ст 225

Властивості рідини Мета: продовжити формувати знання про властивості тіл пов’язані з їх Актуалізація опорних знань N12. 1

P1V1 T1

P2V 2 T2

якщоТ

= Т2

P1V1 = P2V 2 якщоР

< P1 ® V1 > V 2

• N15 • Дано: • V1=2V2 •

P1V1 T1

P12V2 T1

P2=2P1

T2 T1

• T1/T2

P2V2 T2

2P1V2 T2

T2 =T1 • N19Дано: • Р2=0,5Р1 • V2=1,2V1

• T1 /T2

P1V1 T1

P2V2 T2

P1V1 T1

0 , 5 P1×1, 2V1 T2

T2 T1

= 0,6

T2 = 0,6T1 ® температура зменшиласяна 40%

Самостійна робота • У балоні ємністю 10л знаходиться газ при температурі 27ºС. Внаслідок витікання газу тиск у балоні зменшився на 4,2 кПа. Скільки молекул вийшло з балону? • Осмислення матеріалу • • •

Дано: V=10л=0,01м³ ΔР=4,2 кПа

• N=?

• Яку роботу треба виконати, щоб видути мильну кулю діаметром 0,14м? • Дано: A=ΔE • σ=0,07 Н/м ΔE=σS • d=0,14м S=4 π R²= πd² • A=σπd² • А=0,004 Дж • А=? • • Задача 2. • У спирт занурена трубка, діаметр якої 0,5мм. На яку висоту підніметься спирт у трубці?

Задача 3 Fпов

• • • •

Дано: d=0,5мм σ=0,022Н/м ρ=800кг/м³

Fпов= mg Fпов=sl =s2pr =spd m= rS = rp4d h 2

spd = rp4d hg 2

s h = r4dg ®h = 2,2×10-2 м Hмс [h] = мкгмм =м 3 2

• h=?

• У результаті злиття мілких крапель води діаметром 1 мкм отримали 1 кг води. Яка кількість теплоти

виділилася у оточуюче середовище? DQ = DEпов • Дано: • d=1мкм DEпов= s ( NS1 - S ) • m=1кг S1 = pd 2 • σ=73 мН/м 3m m N=

4 rpd 3

S = pD2

•

Q=?

3 3m 4rp

®S = p

(

DEпов= sp

3m 4prd

( ) 3 3m 4rp

9m2 16r 2p 2

Домашнє завдання • §22. виступи про явища у природі, які пов’язані з властивістю рідини.

)

Кристали. Аморфні тіла. Полікристали. Мета: продовжити формувати знання про будову речовини та різні агрегатні її стани . 1. Актуалізація опорних знань • Рідини. • ? Ст 216 № 2,7. • Заслухання інформацій про капілярні явища. • Задачі – Кирик № 4 . ; 6 ст 72

• • • •

Дано: m= 3.6 г N=304 d = 1,2 мм

m1g =sl Fповm = m 1

l =pd pdm

•

s= N

σ=?

mg s=

3,14×1, 22×10-3 ×3, 6×10-3 304

= 0,045 ×10-6 Н / м

Fпов

• N6

sl = mg m = rV = 43 pr 3 r 2prs = 43 pr 3 rg r=

•

3×0 ,073 2×1000×10

[r ] =

3s 2 rg Нм3с 2 мкгм

кгммс2 с 2 кг

= 0,33 ×10-2 м

Вивчення нового матеріалу • 1. Прочитати ст 205- 209, 214- 216. • Дати відповіді на ? 3-6,12 – 17.

=м

Фізичні характеристики твердих тіл •

1. Напруга

•

Відносне видовження

•

Абсолютне видовження

Δl=l-l0

• •

Коефіцієнт пружності Модуль Юнга

k= Fпр/l

•

Запас міцності

n=σ /σпруж.

σ пруж=F/S ε=Δl / l

3.Розв’язування задач

• Кирик №6с.р. • Дано: • l=1,5м •

• • • •

E = DFllS Н = [E]=мHм ×м2 м2

-6

•ε=Δl / l S=10 м² F=200H Fl Δl=1,5мм D l S Е=?

Е=

200 ×1,5 -3 -6 1,5×10 ×10

Кирик №2 ст 75 Fпр

• • • •

Дано:

•

m=?

с кгмс [m]=Hм = =кг м2м с2м 22

-4

,14 ×3×10 m=7×1043×10 1600 кг ×10 = 8

d=3см n=10 σmax=700МН/м²

mg [ m] = m=

2 2

Hм с м2 м

кгмс 2 с2 м -4

7×10 3,14×3×10 4×10×10 8

= кг

= 1600кг

Самостійна робота

=2×10

11Н м2

• 1. Яку силу треба прикласти до стального дроту довжиною 3,6м і площею поперечного перерізу 1мм² , щоб видовжити його на 2мм? • 2.Який переріз повинна мати стальна колонна висотою 5м, щоб під дією вантажу масою 15т вона стиснулася на 1мм?

Перевірка с.р.

• . Дано: • l =3,6м • S=1мм² • Δl = 2мм • E=200ГПа • F=? F = ES F =

Dl l

200 ×10 9 ×10 - 6 × 2 ×10 - 3 3,6

= 110 Н

Домашнє завдання • §22 – тверді тіла, ? Ст 216, задача №11 ст 216

Fпр Fпр=(Mg+mg 2) ESDll =Mg+rghS 2

• • • • •

l S=2ED2lMg -rghl

2. Дано h=5м М=1,5т Δl = 1мм ρ=7800кг/м³ Mg

Нм 2 [S]=æНмHм = Н =м 2ö кгмм ç 2- 3 2 ÷ è м мс ø

2×1500 ×5 S=200×109×10 -3 -7800 ×10×25

=37×10-4м2 mg

• S=?

Узагалнюючий урок м.к.т. Домашнє завдання • Повторити розділ МКТ. За підручником : «головне у розділі»

1.Лабораторна робота №4 • Визначення вологості повітря. • Ст 27 2.Повторення 1. Агрегатні стани речовини • Газ • Рідина • Тверде тіло Рівняння МКТ Газові закони Поверхневий натаг Капілярні явища

p = nkT pV =

Eпов

F=E

S Dl l

F l

Механічна напруга Модуль Юнга

2. Розв’язування задач • 1.Знайти масу повітря у кімнаті об’ємом 200м³ при температурі 25ºС, якщо відносна вологість повітря 50% m = rV r j = 100 % r н jr н r = 100 % - 3 × 200 50 × 23 × 10 m = 100

= 2 , 3 кг

• Скільки водяної пари виділится з 2 м³

при зниженні температури з 20 до 5ºС, якщо відносна вологість повітря 80%? = (r - r

r = m m

(

С )

н ( 20 0 С )

100

= é êë

н (5

- r

н ( 20 0 С )

100

80 × 17 , 3 × 10 100

- 3

н (5

С )

ùV úû

- 6 , 8 × 10

- 3

)× 2

• На скільки видовжилася стальна дротина довжиною 2,1 м під дією сили 5 кН? Площа поперечного розрізу 0,2 см² F

= E

Dl =

SDl l 0 Fl ES

= 2 , 5 × 10

= - 3

5000 2 , 1 × 10

× 2 ,1 × 0 , 2 × 10

- 4

= 0

• Два балона об’ємом 0,2 I 0,3 л наповнили газом і з’єднали разом. Яким буде загальний тиск у системі, якщо тиск у першому був 1МПа. А в другому 0,4МПа? T = const p = p¢ + p¢ p 1V 1 = p ¢ (V 1 + V 2 ) p 2V 2 = p ¢ ¢ ( V 1 + V 2 ) p =

p 1V 1 + p 2 V 2 V1 + V 2

= 6 , 4 × 10 5 Па

• Балон, наповнений газом під тиском 2,84МПа знаходився на складі при температурі 7ºС. Після того як половина газу була використана, балон внесли в приміщення. Яка температура в приміщенні, якщо тиск газу став 1,52МПа?

m pV = 1RT 11 M 1 m p V = 2 RT 22 M 2 m m= 1 2 2 V =V 1 2 p T 2= 2 p 2T 1 1

• Скільки молекул утримується в посудині • об’ємом 5.10-³м³ при тискові • -13 • 1,33 . 10 Па? Вважати, що температура газу відповідає нормальним умовам.

• N =nN

V n= 0 V m0 V -22,4л m0 V p =Vp 0 0 Vp V = o p 0 N Vp A

• •

Які процеси показано На графіку?

V 2

•

T • Пляшка, наповнена газом, міцно закрита пробкою площею перерізу 2,5 см². До якої температури треба нагріти газ, щоб пробка вилетіла з пляшки, якщо сила тертя , яка утримує пробку, 12Н?. Початковий тиск у пляшці 100кПа, температура -3ºС.

F F

газу

= F

тертя = pS

+ p

газу p T = T Þ p = p 0 T p T 0 0 0 Контрольна робота з теми МКТ Контрольна робота з теми МКТ T S = F p + p S тертя 0 T 0 0 T (F + P S )

Контрольна робота 1 варіант

1.У балоні об’ємом 1,2.10-3м3знаходиться газ при температурі 300К і тискові 1,3.105Па. Знайти об’єм газу за нормальних умов. 2. Р

Представити цей процес у Системі VT.

2 варіант

1.Газ масою 1,6.10-2кг при тискові 106Па і температурі 1120С займає об’єм 1,6.10-3м3. Визначити, який це газ. 2. Р

Яка з ізохор відповідає більш високій температурі?

3.На тросі діаметром 2.10-3м2 піднімають вантаж масою 10 кг. Яка напруга виникає у матеріалі троса?

3.Сталева дротина , площа перерізу якої 1 мм2, а довжина 1 м, при навантаженні 200Н видовжилася на 1 мм. Визначити модуль Юнга для сталі.

4. Вода по капіляру піднялася на висоту 4 см Визначити радіус трубки.

4.Спирт піднімається по капілярній трубочці на 55мм, а вода на 150 мм. Визначити густину спирту.

5. У кімнаті при 250С відносна вологість 40%. Якою стане відносна вологість при зниженні температури на 60С?

5.Визначити точку роси , якщо при температурі 200С відносна вологість 80%.

6.Чому легко з’єднати два куски пластилину і неможливо з’єднати два куски скла?

6 Чим більша броунівська частинка, тим менша її швидкість. Чому?