237427818.jpgРозв’язування задач

на ізопроцеси.


Мета.

Освітня. Відпрацювати навички розв’язування розрахункових задач на ізопроцеси.

Розвиваюча. Розвивати логічне та алгоритмічне мислення.

Виховна. Виховувати культуру оформлення розрахункових задач.

Тип уроку. Формування знань, умінь, навичок.

here.gif

Дидактичні матеріали:

План

  1. Актуалізація опорних знань.
  2. Вчимося розв’язувати задачі.
  3. Домашнє завдання.
  4. Перевір себе.
  5. Для допитливих.

Хід уроку


  1. Актуалізація опорних знань.

Перевірка розв’язків домашніх задач за зразком:

images (9).jpgЗадача 60.4...

images (9).jpgЗадача 60.5...

images (9).jpgЗадача 60.6...

Усне опитування:

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.1. У чому полягає суть досліду Р. Бойля? Між якими макропараметрами встановлює взаємозв’язок закон Бойля-Маріотта?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.2. Який процес називають ізотермічним? Якими графіками у координатних площинах ,  та   вони представляються?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.3. У чому полягає суть досліду Гей-Люссака?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.4. Між якими фізичними величинами встановлює зв’язок закон Гей-Люссака? У якій залежності вони знаходяться?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.5. Який фізичний зміст має коефіцієнт об’ємного розширення газів?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.6. Який процес називають ізобарним?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.7. Якими лініями відтворюються ізобари на координатній площині ?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.8. Поясніть, за яких умов ізобари одного й того самого газу можуть мати різний нахил?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.9. Що собою являє шкала Кельвіна?

interrogacao_verde.pngЗапитання 61.10. Який вигляд має ізохора в різних координатних площинах.


  1. Вчимося розв’язувати задачі.

images (4).jpgЗадача 62.1. Нехай шина вантажного автомобіля містить 100 л повітря, манометричний тиск якого Па . Який об’єм займе це повітря, якщо воно чинитиме тиск 100 кПа? Температура залишається сталою. (В. 0,35 м3)

Якщо вийняти вентиль з автомобільної шини (камери), то повітря, яке у ній залишиться, буде перебувати під таким же тиском, як і зовнішнє. Якби ми виміряли в цей час тиск в шинах звичайним манометром , то його покази були б рівними нулю. Манометр показує різницю тисків всередині й назовні камери. Тому, якщо манометр показує тиск Па (2 атмосфери), то дійсний тиск у камері Па. Газові закони слід записувати для дійсних тисків.

images (4).jpgЗадача 62.2. При незмінній температурі тиск газу у закритому балоні збільшився на 40%, а об’єм зменшився на 2 л. Визначте початковий об’єм газу.

images (4).jpgЗадача 62.3. Визначте, у скільки разів збільшується об’єм повітряної бульбашки, яка спливає з глибини 15 м до поверхні озера. Уважайте, що температура стала, атмосферний тиск дорівнює 100 кПа, g=10 м/с2, густина води становить 1000 кг/м3. Поверхневим натягом знехтуйте.

images (4).jpgЗадача 62.4. У вертикальному циліндрі з площею поперечного перерізу  під поршнем, маса якого дорівнює , міститься повітря. Відстань від поршня до дна циліндра дорівнює . На яку відстань зміститься поршень, якщо циліндр почне підніматися з прискоренням , спрямованим угору? Атмосферний тиск дорівнює . Зміною температури повітря під поршнем та коливаннями поршня знехтуйте.

images (4).jpgЗадача 62.5. Фляжка об’ємом 0,5 л містить 0,3 л води. Людина п’є з неї воду так, що у фляжку не потрапляє зовнішнє повітря. Скільки води зможе випити людина, якщо вона здатна знизити тиск повітря у фляжці до 80 кПа.


  1. Домашнє завдання.

books.pngПідручник: § 30 - повторити.

images (9).jpgЗадача 62.6. За тиску 750 мм.рт.ст. азот займає об’єм 6 л. Визначте тиск, який створює цей самий азот у посудині об’ємом 5 л, якщо його температура залишається незмінною.  (900 мм.рт.ст.)

images (9).jpgЗадача 62.7. Внаслідок ізотермічного стиснення тиск ідеального газу зріс у 3 рази. Визначте різницю між початковим і кінцевим об’ємами, якщо початковий об’єм становить 9 л.(1,25 МПа)

images (9).jpgЗадача 62.8. Посудину, що містить 8 л повітря за нормального тиску, з’єднали з порожньою посудиною місткістю 2 л, яка не містить повітря. Який тиск установиться в посудинах? Зміною температури газу знехтувати. (80 кПа)


  1. Перевір себе.

50px-Crystal_Clear_app_korganizer.pngЗадачі середнього рівня:

Задача 62.1.С. Деяка маса атмосферного повітря займає об’єм 20 см3 при тиску 720 мм.рт.ст. Який об’єм займе це повітря, якщо тиск підвищиться до 760 мм.рт.ст.? Температура залишається сталою. (19 см3)

Задача 62.2.С. У циліндрі під поршнем перебуває повітря об’ємом 5 л за тиску 1,04 МПа. Знайдіть об’єм повітря за тиску 1 МПа, якщо температура повітря не змінилася. 5,2 л.

50px-Crystal_Clear_app_korganizer.pngЗадачі достатнього рівня:

Задача 62.1.Д. Шина вантажного автомобіля об’ємом 24 л містить повітря під тиском Па. Який об’єм займе повітря, що вийде з камери, коли вона трісне? Атмосферний тиск нормальний.

Задача 62.2.Д. Початковий тиск у циліндрі під поршнем дорівнює 120 кПа. Яким буде тиск газу, якщо поршень змістити на 1/5L ліворуч (праворуч) при незмінній температурі?

dfghjй.png

Задача 62.3.Д. У скільки разів збільшиться об’єм повітряної бульбашки, що піднімається з глибини 5 м на поверхню води? Зміною температури знехтуйте. Атмосферний тиск 100 кПа.

Задача 62.4.Д. Балон містить  40 л стиснутого повітря  під тиском 1,5 МПа. Який об’єм води можна витіснити з цистерни підводного човна повітрям з цього балона, якщо човен перебуває на глибині 10 м?

Задача 62.5.Д. Водяний павук сріблянка будує під водою повітряну хатку, переносячи на лапках та черевці бульбашки атмосферного повітря. Він розміщує їх під куполом павутини, яка прикріплена кінцями до водяних рослин. Скільки рейсів потрібно зробити павукові, щоб на глибині 50 см побудувати хатку об’ємом 1 см3, якщо кожного разу він бере 5 мм3 повітря при атмосферному тиску?

Задача 62.6.Д. Водяний павук сріблянка будує у воді повітряну хатку, переносячи на лапках та черевці бульбашки повітря і поміщуючи їх під купол павутини, що кріпиться на глибині 50 см до водяної рослини. Який об’єм матиме повітряна хатка того, як павук зробить 210 рейсів, якщо кожного разу він бере 5 мм3 повітря при нормальному атмосферному тиску?

Задача 63.7.Д. Футбольний м’яч об’ємом 3 л накачують за допомогою насосу. За кожне качання насос захоплює з атмосфери 150 см3 повітря. До якого тиску накачають м’яч за 20 качань? Початковий тиск у м’ячі рівний зовнішньому атмосферному тиску. (В. 200 кПа)

50px-Crystal_Clear_app_korganizer.pngЗадачі високого рівня:

Задача 63.1.В. Якщо не видалити попередньо повітря з балону електричної лампочки, то її нитка розжарення перегорить. Балони багатьох лампочок заповнюють інертним газом, який не діє хімічно на нитку розжарення. Нехай лампочка об’ємом 0,5 л, заповнена таким газом під тиском 75 кПа, занурена у воду на глибину 2 м. У ній утворилася тріщина, через яку почала проникати вода. Яка маса води зможе потрапити всередину лампочки? Газ з лампочки не виходить. (В. 0,36 кг)

Задача 63.2.В. Компресор засмоктує з атмосфери щосекунди 3 л повітря, яке нагнітається у балон ємністю 54 л. Через який час тиск у балоні перевищуватиме атмосферний у 9 разів? Вважати, що початковий тиск у балоні був рівний атмосферному. Будемо вважати, що під час переходу повітря з одного стану в інший його температура не змінюється. (В. 120 с)

Задача 63.3.В. Бульбашка повітря підіймається з дна водоймища глибиною Н. Визначте залежність радіуса бульбашки r від глибини h її місцезнаходження у певний момент часу. На дні водоймища радіус бульбашки дорівнював r0. Зміною температури знехтувати.

Задача 63.4.В. З затонулих підводних човнів люди іноді рятувались, відкривши спочатку нижні клапани (кінгстони), а потім верхній люк, і з бульбашкою повітря підіймались на поверхню. Яка частина об’єму підводного човна після відкриття кінгстонів не заливалась водою? Вважати, що човен перебуває на глибині 40 м, а початковий тиск у ньому 0,1 МПа. Густина морської води 1030 кг/м3. (В. V/V1=p0/(p0+gh)=0,2)

Задача 63.5.В. Початковий тиск у посудині дорівнює 100 кПа. Яким стане тиск у посудині після 5 ходів поршневого відкачувального насоса, об’єм робочої камери якого в 10 разів менший за об’єм посудини?

Задача 63.6.В. У балоні об’ємом 0,4 л перебуває повітря за нормального тиску. За скільки ходів поршня розріджувального насоса об’ємом 200 см3 можна знизити тиск у балоні в 2,25 разів? Температуру повітря вважайте постійною.

Задача 63.7.В. Вертикальний циліндр з площею поперечного перерізу S закритий поршнем, маса якого дорівнює М, під яким міститься газ. У скільки разів зміниться об’єм газу, якщо циліндр опускати з прискоренням 2g, спрямованим вертикально вниз? Атмосферний тиск дорівнює р0. Змінами температури знехтуйте.


  1. Для допитливих.

images (2).jpgЗадачі підвищеної складності:

Задача 63.1.О. Поршневим насосом з об’ємом камери 200 см3 відкачують повітря з посудини об’ємом 0,5 м3, яка була спочатку з’єднана з атмосферою. Визначте тиск в посудині після 1000 качань. Атмосферний тиск 100 кПа. Зміною температури знехтуйте. Побудуйте графік залежності тиску у посудині від кількості качань. (В. р=р0(V/(V+V0)^N=6,7*10^4 Па)

Задача 63.2.О. Оболонка аеростата заповнюється газом неповністю. Під час руху аеростата вгору атмосферний тиск зменшується і оболонка розпрямляється. На якій висоті газ займе весь об’єм оболонки 500 м3, якщо вона була заповнена гелієм, що займав об’єм 400 м3 під тиском 100 кПа? Вважати, що  атмосферний тиск спадає під час руху вгору біля поверхні землі на 133 Па на кожні 11 м. Зміною температури повітря знехтувати. Чому аеростати не заповнюють воднем? (В. 1650 м)

Задача 63.3.О. Посередині запаяної з обох кінців горизонтальної трубки завдовжки 1 м розташований стовпчик ртуті довжиною 20 см. Коли трубку розташували вертикально, то стовпчик ртуті змістився вниз на 10 см. Яким був тиск у горизонтальній трубці? Температура газу не змінювалась. (В. )