Решение экспериментальных задач - Урок 2 - МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

Цель: научить решать экспериментальные задачи.

Ход урока

Класс делится на группы.

Задание 1

Оборудование: колба, закрытая пробкой с двумя отверстиями, резиновая трубка, соединяющая колбу с жидкостным манометром, барометр-анероид.

Через кран с помощью груши нагнетают воздух.

Рекомендации. Сопоставляют давление атмосферного воздуха и давление воздуха в колбе. Избыточное давление определяют по высоте столбика водяного манометра, с помощью барометра-анероида находят атмосферное давление.

Задание 2

Рассчитайте температуру нагретой воды.

Рекомендации. Оборудование: запаянная с одного конца стеклянная трубка диаметром 4-5 мм и длиной около 300 мм, линейка, две мензурки с водой комнатной температуры и нагретой до 60 °С, термометр с пределом измерения 40°-50°С, кусок резины.

Рассмотрим два состояния газа в трубке. Первое: трубка опущена в нагретую воду запаянным концом вниз. После установления теплового равновесия: р₁ - атмосферное давление, V - длина воздушного столба в трубке, Т₁ - неизвестная температура.

Открытый конец закрываем пальцем. Поднимаем вверх, переворачиваем в воздухе и опускаем в другую мензурку с водой, где и открываем незапаянный конец. Второе состояние при тепловом равновесии: уровень воды снаружи и внутри одинаков: р₁ = р₂, V₂ - объем равен условно длине столбика воздуха. Т_} находим с помощью термометра. Вычисляем по закону Гей-Люссака. Проверяем результат измерения контрольным термометром. Делаем вывод.

Задание 3

Оцените, во сколько раз изменится масса воздуха при переносе трубки из воздуха в нагретую воду.

Оборудование: запаянная с одного конца стеклянная трубка диаметром 4-5 мм и длиной 250-300 мм, линейка, ванночка с нагретой водой, термометр.

Первое состояние - перенос из воздуха, второе - в нагретой воде, р₁ = р₂ = р_А. При Т₂ > Т₁, m₂ < m₁, так как вода нагревается, расширяется и выходит в виде пузырей, V₁ = V₂, m₁/m₂ = Т₂/Т₁.

Задание 4

Внутри V-образной трубки манометра находится вода. Один конец трубки запаян или закрыт пробкой. Как и почему изменится высота столба воздуха в ее запаянной части при осторожном повороте прибора на 90°, на 180°, при помещении трубки в сосуд с нагретой или холодной водой.

Задание 5

Определите температуру воды.

Оборудование: запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной 300 мм и внутренним диаметром 4-5 мм, сосуд со снегом, мензурка и стакан с водой, линейка.

Задача решается как задача 32, только отсутствует термометр. Нужно приготовить смесь из снега и воды, ее температура 0 °С.

Задача 6

Оценить давление углекислого газа в баллончике.

Оборудование: газовый баллончик, сифон, весы, мензурка, разновесы.

Используем уравнение Менделеева-Клайперона. Массу газа находим в результате взвешивания баллончика с газом и без него. Погрузим баллончик целиком в мензурку и измерим наружный объем (отверстие для выхода газа мало и вода туда не войдет). Затем по массе одного баллончика и плотности его материала (чугун) рассчитаем объем чугуна, а затем и внутренний объем (объем газа). Дальше делаем расчеты.

Домашнее задание

Задачи с. 182 (10).