Графики изопроцессов в газах. Карточки индивидуальных заданий

Катрочка заданий по теме “Графики изопроцессов в газах”, вариант 1

 Умение анализировать и строить графики изменения термодинамического состояния идеального газа является показателем хорошего усвоения материала темы «Газовые законы». Если ученик формально заучил уравнение состояния идеального газа и математические выражения законов Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля, то для него построение и анализ графиков изопроцессов будет сложной математической задачей. Но если ученик действительно понял материал, если он хорошо представляет процессы изменения состояния газа (например, без анализа уравнения «чувственно знает», что при нагревании газа в закрытом сосуде давление его повышается, а при охлаждении понижается), то читать и строить графики он будет легко.

Комплект содержит 32 варианта заданий.

Замечу, что при выполнении данных заданий я не требую точности в откладывании координат по соответствующим осям (например, чтобы координаты  p1 и p2  двух состояний газа в системе p(V) совпадали с координатами p1 и p этих состояний в системе p(T). Во-первых, это разные системы координат, в которых может быть выбран разный масштаб, а во-вторых, это лишняя математическая формальность, отвлекающая от главного – от анализа физической ситуации. Основное требование: чтобы качественный вид графиков был верным. Тогда выполнение задания может быть, к примеру, таким (решение варианта 1):

Уравнение Клапейрона

1-2: p?, V=const, изохорный, T? ,  Уравнение p(T) для изохорного процесса 

(Примеры рассуждений ученика: 1) давление газа растёт в закрытом сосуде. Это может происходить только за счёт нагревания газа, т.е. T?. Или 2) Т.к. pV/T = const, и числитель растёт, то, чтобы величина дроби не менялась, знаменатель тоже должен увеличиваться, т.е. T?)

2-3: p=const, V?, изобарный, T?,  Уравнение V(T) для изобарного процесса

3-4: p?, V=const, изохорный, T?,  Уравнение p(T) для изохорного процесса 

4-1: p=const, V?, изобарный, T?,  Уравнение V(T) для изобарного процесса

Диаграмма в осях p(T)   Диаграмма в осях V(T) 

Выполнение построения начинается с произвольного изображения точки 1, соответствующей первому состоянию газа. Далее последовательно строятся отдельные участки диаграммы, руководствуясь проведённым анализом. Здесь главное, чтобы ученик не ошибся, и соотношение температур  T1 < T2 < T4 < T3, видимое из первой построенной им диаграммы p(T) сохранялось и на следующей диаграмме V(T) (аналогично с объёмом газа в других заданиях).  А соблюдение масштаба не так важно (важно качественное описание).

В слабых классах или для слабых учеников второе задание можно опускать.

В профильном же классе можно уделить внимание большей строгости в построении графиков. Тогда вычерчивание графиков выполняется следующим образом.

Во-первых, располагаем удобно системы координат   p,T и V,T и переносим на них данные по  p и V из исходного графика:

Сначала располагаем удобно оси p,T и V,T и отмечаем на них известные координаты по p и V.

Нам не известно ни одного значения третьего параметра газа – температуры. Отметить его можно только относительно. Из первого графика видим, что максимальному значению температуры, соответствует точка 3 (через неё проходит самая верхняя изотерма – гипербола на первой диаграмме). Произвольно отмечаем максимальное значение температуры  T3, которое задаст нам масштаб по оси T. Пересечение вертикальной прямой  T3 с горизонтальными прямыми  p2 и V3 даст точки, соответствующие состоянию газа 3 в координатах p, T и V, T.

 Шаг 2

Чтобы найти точку 4, обратимся к проведённому анализу участка 3-4. Изохорному процессу 3-4 в координатах p,T соответствует прямая, проходящая через начало координат. Проводим соответствующую прямую линию, получим точку 4 и новое значение температуры T4. Пересечение линии T4 и V3  на третьем графике даст точку 4. 

 Шаг 3

Далее из анализа 4-1 (прямая, проходящая через начало координат в осях V, T)находится точка 1 и соответствующая ей температура T1.

Шаг 4 

Далее анализируем процесс 4-1 и окончательно получаем:

Результат построения

 Ещё раз повторю, что в обычном классе требуется построить только схематичные, качественные графики.

Загрузить:  ico_doc.gif

google.com bobrdobr.ru del.icio.us technorati.com linkstore.ru news2.ru rumarkz.ru memori.ru moemesto.ru

7 ответов to “Графики изопроцессов в газах. Карточки индивидуальных заданий”

  1. очень сложно написано я пока понял читал 3 раз!!!!

  2. почему нет ответов на другие варианты?очень нужен 4вариант

  3. Спасибо, большое))) Наконец то я научился!

  4. блин, нужен ответ на 3 вариант

  5. было бы просто замечательно, если бы был бы еще полный набор ответов на задания для самопроверки

  6. Александр:

    Спасибо, отлично написано. А те, кому с первого раза не доходит пусть нанимают себе репититора.

  7. Всё отлично, написано вполне понятно)

Оставьте комментарий