La ecuación básica de la teoría cinética molecular de la presentación de gases. Ecuación básica mkt

GAS IDEAL LEYES DEL GAS IDEAL

GAS IDEAL

es un modelo teórico de un gas que no tiene en cuenta el tamaño de las moléculas (se consideran puntos materiales) y su interacción entre sí (salvo casos de colisión directa). Los gases reales están bien descritos por el modelo de gas ideal, cuando la energía cinética promedio de sus partículas es mucho mayor que la energía potencial de su interacción. Esto sucede cuando el gas está suficientemente calentado y enrarecido (helio, neón en condiciones normales).

LEY DE BOYLE-MARIOTTE

- a temperatura constante, el producto del volumen de una masa dada de gas y su presión es un valor constante. En la física moderna, la ley de Boyle-Mariotte se considera como una de las consecuencias de la ecuación de estado de los gases ideales (la ecuación de Mendeleev-Clapeyron). De la ley de Boyle-Mariotte se sigue que a temperatura constante de un gas, su presión es inversamente proporcional a su volumen.

PROCESO ISOTÉRMICO

Si la temperatura del gas permanece constante, entonces Ley de Boyle-Mariotte : pV= constante

LEY DE GAY LUSSAC

- a una presión y masa constantes de un gas, la relación entre el volumen de un gas y su temperatura absoluta es un valor constante. En la física moderna, la ley de Gay-Lussac se considera como una de las consecuencias de la ecuación de estado de los gases ideales (la ecuación de Mendeleev-Clapeyron).

PROCESO ADIABÁTICO (proceso adiabático)

es un modelo de un proceso termodinámico que ocurre en un sistema sin intercambio de calor con el medio ambiente. La línea en el diagrama de estado termodinámico de un sistema, que representa un proceso adiabático (reversible) en equilibrio, se llama adiabático.

Disposiciones de la teoría cinética: 1. Los gases consisten en pequeñas partículas sólidas que se encuentran en movimiento constante, rápido y aleatorio. 2. Las partículas se mueven en línea recta. Sus movimientos se ven afectados únicamente por colisiones con otras partículas o con las paredes de un recipiente que contiene gas. Las fuerzas de atracción entre moléculas pueden despreciarse. 3. Todas las colisiones son perfectamente elásticas. 4. El tiempo que las partículas están en contacto entre sí es muy pequeño y puede despreciarse. 5. El volumen propio de las moléculas es muy pequeño en comparación con el espacio en el que se mueven. 6. La energía cinética de las moléculas es mucho mayor que la energía potencial de interacción. 7. Los gases pueden expandirse indefinidamente y ocupar todo el volumen que se les proporciona. 8. Una mezcla de gases ejerce una presión sobre las paredes del recipiente igual a la suma de las presiones de cada gas individual (ley de Dalton): la presión en una mezcla de gases que no interactúan químicamente es igual a la suma de sus presiones parciales p = p 1 + p 2 + p 3 + ... 9. Las leyes de los gases son válidas (Boyle - Mariotte, Charles).

Un gas ideal es un modelo teórico de un gas en el que se desprecian el tamaño y la interacción de las partículas del gas, y solo se tienen en cuenta sus colisiones elásticas. Las moléculas son pequeñas en comparación con las distancias entre ellas. Las fuerzas de interacción aparecen sólo en el momento de las colisiones. Las moléculas se distribuyen uniformemente por todo el volumen. Las moléculas de gas se mueven al azar, es decir, el mismo número de moléculas se mueven en cualquier dirección.Las velocidades de las moléculas pueden tomar cualquier valor. Las colisiones son perfectamente elásticas. El número de moléculas es muy grande. Para una sola molécula, las leyes de Newton son válidas.

Valor medio de la velocidad de la molécula al cuadrado Las moléculas en diferentes gases tienen diferentes velocidades escalares, pero la energía cinética media permanece constante. El ek de las moléculas depende del cuadrado de la velocidad, entonces…. Sean V 1, V 2, V 3……. V N -, módulos de velocidades de moléculas

De vuelta atras

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1er nivel de dificultad.

Tipo de lección: combinada.

Tiempo total de la lección: 1 hora 10 minutos.

Momento organizativo (número, tema, cuestiones organizativas).

(t = 2-3 minutos)

(Diapositiva 1)

EC 0. Establecimiento de metas:

Objetivo didáctico del módulo:

(Diapositiva 2)

1. Conocimiento de la teoría de los gases suficientemente enrarecidos.
2. Prueba de que la velocidad promedio de las moléculas depende del movimiento de todas las partículas.

. Repetición (t = 10-15 min.)

UE 1. Actualización de conocimientos

Objetivo didáctico privado:

1. Actualización de conocimientos básicos en los temas del módulo M1-M4.
2. Conocer el grado de asimilación del material didáctico por parte de los alumnos para seguir eliminando carencias.

Ejercicio 1.

Para estudiantes D - tipo: Complete la tabla, indicando la designación (símbolo) de la cantidad física y su unidad de medida.

Evaluación de resultados: 1 punto

Para estudiantes Y - escriba: Piense en las conexiones lógicas entre fórmulas (ramas).

Haz tu propio “árbol físico”.

Puntuación del resultado: 1 punto.

Tarea 2.

(Diapositiva 3)

Algoritmo generalizado para resolver un problema típico:

Para estudiantes I - escriba:

Tarea número 1.

1. Determinar el número de átomos en 1 m 3 de cobre. La densidad del cobre es de 9000 kg/m 3 .
2. Usar un algoritmo generalizado para resolver problemas de este tipo; aplíquelo a la solución de este problema describiendo paso a paso las acciones que realizó.

Puntuación del resultado: 1 punto.

Estudiantes D - tipo:

Tarea número 1.

1. La masa de la tira de plata obtenida durante la rotación del cilindro durante un experimento físico es de 0,2 g. Encuentra el número de átomos de plata que contiene.
2. Describa las acciones paso a paso que realizó para resolver el problema. Compare los pasos que ha esbozado con las acciones de un algoritmo generalizado para resolver problemas de este tipo.

Puntuación del resultado: 1 punto.

3ra etapa. Básico. Presentación de material educativo.

(t = 30–35 min.)

UE 2. El modelo físico del gas es un gas ideal.

(Diapositiva 4)

Objetivo didáctico privado:

1. Formule el concepto de “gas ideal”.
2. Formación de la perspectiva científica.

explicación del profesor

(IT, IE, DNI, DT, DE, DD)

Parte 1. Al estudiar fenómenos en la naturaleza y la práctica técnica, es imposible tener en cuenta todos los factores que influyen en el curso de un fenómeno particular. Sin embargo, por experiencia siempre es posible establecer el más importante de ellos. Entonces todos los demás factores que no tienen una influencia decisiva pueden ser despreciados. Sobre esta base, se crea idealizado (simplificado)) representación de tal fenómeno. El modelo creado sobre esta base ayuda a estudiar los procesos reales y predecir su curso en varios casos. Considere uno de estos conceptos idealizados.

(Diapositiva 5)

FO- Nombrar las propiedades de los gases.
– Explique estas propiedades en base a MKT.
¿Cómo se define la presión? ¿Unidades en el SI?

Las propiedades físicas de un gas están determinadas por el movimiento caótico de sus moléculas, y la interacción de las moléculas no tiene un efecto significativo en sus propiedades, y la interacción tiene la naturaleza de una colisión, y la atracción de las moléculas puede despreciarse. La mayor parte del tiempo, las moléculas de gas se mueven como partículas libres.

(Diapositiva 6)

Esto nos permite introducir el concepto de gas ideal, en el que:

1. las fuerzas de atracción están completamente ausentes;
2. la interacción entre moléculas no se tiene en cuenta en absoluto;
3. Las moléculas se consideran libres.

Ejercicio 1.

Tarjetas con una tarea para cada estudiante I, D - tipo .

Estudiantes tipo I:

1. Después de estudiar cuidadosamente §63 p.153, encuentre la definición de gas ideal en el texto. Aprenderlo. (1 punto)
2. Intenta responder a la pregunta: "¿Por qué la energía cinética de un gas enrarecido es mucho mayor que la energía potencial de interacción?" (1 punto)

Estudiantes tipo D:

1. Encuentre en el texto § 63 p.15 la definición de gas ideal. Aprenderlo. (1 punto)
2. Escribe la redacción en tu cuaderno. (1 punto)
3. Usando la tabla periódica, nombre los gases que mejor se ajusten al concepto de “gas ideal”. (1 punto)

UE3. Presión de gas en el MKT.

Objetivo didáctico privado:

1. Demostrar que a pesar del cambio de presión, p 0 ≈ const.

1. ¿Qué ejercen las moléculas de gas sobre las paredes del recipiente durante su movimiento?
2. ¿Cuándo será mayor la presión del gas?
3. ¿Cuál es la fuerza de impacto de una molécula? ¿Puede un manómetro registrar la fuerza de impacto de una sola molécula? ¿Por qué?
4. Llegue a una conclusión de por qué el valor promedio de la presión p 0 sigue siendo un valor determinado.

Las moléculas de gas, al golpear la pared del recipiente, ejercen presión sobre él. La magnitud de esta presión es mayor cuanto mayor es la energía cinética promedio del movimiento de traslación de las moléculas de gas y su número por unidad de volumen.

Ejercicio 1.

Tarjetas con una tarea para cada estudiante I, D - tipo .

Estudiantes I, D - tipo:

Concluir: ¿Por qué el valor promedio de la presión del gas p 0 en un recipiente cerrado permanece prácticamente sin cambios?

Puntuación del resultado: 1 punto.

Explicaciones del profesor (IT, IE, ID, DT, DE, DD):

La aparición de presión de gas se puede explicar utilizando un modelo mecánico simple.

(Diapositiva 8)

EC 4. Valores medios del módulo de velocidades de moléculas individuales.

(Diapositiva 9)

Objetivo didáctico privado:

Introducir el concepto de “valor medio de la velocidad”, “valor medio del cuadrado de la velocidad”.

Ejercicio 1.

Tarjetas con una tarea para cada estudiante I, D - tipo.

Estudiantes I - tipo:

Lea atentamente §64 págs. 154–156.

1. Encuentre respuestas a las siguientes preguntas en el texto:
   
   
   
2. Anota las respuestas en tu cuaderno.

Estudiantes tipo D:

Estudio § 64 págs. 154–156. (1 punto)

1. Responde a las preguntas:
   1.1 ¿De qué depende la velocidad media de todas las partículas?
   1.2. ¿Cuál es el cuadrado medio de la velocidad?
   1.3. Fórmula cuadrática media de proyección de velocidad.
2. Anota las respuestas en tu cuaderno.

Generalización del profesor (IT, IE, ID, DT, DE, DD):

(Diapositiva 10, 11)

Las velocidades de las moléculas varían aleatoriamente, pero el cuadrado medio de la velocidad es un valor bien definido. De la misma manera, el crecimiento de los estudiantes en la clase no es el mismo, pero su valor promedio es un valor determinado.

Tarea 2.

Tarjetas con una tarea para cada estudiante I, D - tipo.

Estudiantes I - tipo:

Estudiantes tipo D:

Tarea No. 2. Al realizar el experimento de Stern, la franja plateada resulta algo borrosa, ya que a una temperatura dada las velocidades de los átomos no son las mismas. De acuerdo con la determinación del espesor de la capa de plata en diferentes lugares de la tira, es posible calcular las fracciones de átomos con velocidades que se encuentran en uno u otro rango de velocidades de su número total. Como resultado de las mediciones se obtuvo la siguiente tabla:

4ta etapa. Control de conocimientos y habilidades de los alumnos.

(t = 8–10 min.)

UE5. Control de salida.

Objetivo didáctico privado: Comprobar la asimilación de elementos educativos; evaluar su conocimiento.

Tarjetas con una tarea para cada estudiante I, D - tipo .

Ejercicio 1.

Estudiantes I, D - tipo

Analice cuáles de las siguientes propiedades de los gases reales no se tienen en cuenta y cuáles se tienen en cuenta en el modelo de gas ideal.

1. En un gas enrarecido, el volumen que ocuparían las moléculas de gas con su denso "empaquetamiento" (volumen intrínseco) es insignificante en comparación con el volumen total ocupado por el gas. Por lo tanto, el volumen intrínseco de las moléculas en el modelo de un gas ideal..
2. En un recipiente que contiene una gran cantidad de moléculas, el movimiento de las moléculas puede considerarse completamente caótico. Este hecho en el modelo de gas ideal….
3. Las moléculas de un gas ideal están, en promedio, a distancias tales entre sí que las fuerzas cohesivas entre las moléculas son muy pequeñas. Estas fuerzas están en un mol de un gas ideal….
4. Las colisiones de moléculas entre sí pueden considerarse absolutamente elásticas. Estas son las propiedades en el modelo de gas ideal….
5. El movimiento de las moléculas de gas obedece a las leyes de la mecánica newtoniana. Este hecho en el modelo de gas ideal….
   A) no se tiene en cuenta
   B) tomado en cuenta (tomado en cuenta)

Tarea 2.

– Se dan explicaciones para cada una de las expresiones de las velocidades de las moléculas (1–3) (A–B). Encuéntralos.

A) Según la regla de la suma de vectores y el teorema de Pitágoras, el cuadrado de la velocidad υ cualquier molécula se puede escribir de la siguiente manera: υ 2 = υ x 2 + υ y 2

B) las direcciones Ox, Oy y Oz son iguales debido al movimiento aleatorio de las moléculas.

C) con un gran número (N) de partículas que se mueven al azar, los módulos de las velocidades de las moléculas individuales son diferentes.

Evaluación del resultado: compruebe usted mismo el código y evalúe. Por cada respuesta correcta - 1 punto.

5ta etapa. Resumiendo.

(t=5 minutos)

UE6. Resumiendo.

Objetivo didáctico privado: Completar la lista de verificación; evaluar su conocimiento.

Hoja de control (IT, IE, ID, DT, DE, DD):

Rellenar la hoja de control. Calcular puntos por completar tareas. Date una puntuación final:

16–18 puntos - "5";
13–15 puntos - "4";
9–12 puntos – “prueba”;
menos de 9 puntos - "fracaso".

Entregue la lista de verificación al maestro.

elemento de aprendizaje	Tareas (pregunta)		Puntos totales
	1	2
UE1	1	1	2
UE2	3		3
UE3	1		1
UE4	1	3	4
UE5	5	3	8
Total			18
Grado			….

Tarea diferenciada:

"Registro": Encuentre en la tabla “Sistema periódico de elementos D.I. Mendeleev” elementos químicos que son más cercanos en sus propiedades a un gas ideal. Explica tu elección.

“Fracaso”: § 63–64.

(Diapositiva 12).

Recursos de Internet:

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