Transcript презентація

Досліди на пояснення
законів Ньютона у газах
РОБОТУ ВИКОНАВ:
Ткаченко Іван Вадимович
учень 9 класу школи І-ІІІ ступенів № 275
м. Києва
Педагогічний керівник: Антощак Оксана
Вікторівна – директор школи І-ІІІ
ступенів №275; вчитель фізики;
педагогічне звання “вчитель-методист”.
Актуальність. У навчальній літературі пояснення законів
Ньютона представлено лише дослідами руху твердих тіл.
Представлені досліди дозволяють доповнити навчальний
матеріал поясненням руху молекул газу законами Ньютона.
Мета роботи: презентувати досліди, що пояснюють дію законів
Ньютона у газах.
Досягнення поставленої мети передбачає виконання таких
завдань:
• ознайомитись з дослідами з фізики, результати яких можна
пояснити законами Ньютона та фізичними властивостями
газу;
• вибрати найбільш цікаві та ефектні;
• відтворити вибрані досліди у власному виконанні;
• пояснити результати дослідів, використовуючи знання з
фізики з теми «Закони Ньютона».
Досліди на пояснення законів
Ньютона у газах
• Дослід 1. Як молекули газу
взаємодіють
за
законами
механіки?
• Дослід 2. Чи виникає тертя між
шарами газу?
ДОСЛІД 1. Як молекули
газу взаємодіють за
законами механіки?
Для відтворення досліду
необхідні:
сода (харчова), оцет, кульки,
пластмасова пляшка, ложка.
Дослід 1.
1.Насипемо у кульку соду (1/2
кульки).
2. Наливаємо у ½ пляшки
оцету.
3. Натягуємо кульку з содою
на горло пляшки, так, щоб не
розсипалася сода.
4. Догори піднімаємо кульку
так, що висипалася сода.
Кулька надулася рівномірно.
Як описати рух молекул
газу, грунтуючись на законі
механіки Ньютона?
• У кислому середовищі сода починає розпадатися
з виділенням вуглекислого газу.
• У спрощеному вигляді це виглядає так:
Сода + оцет = ацетат натрію + вуглекислий
газ+вода
• Хімічна формула:
NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2↑+ H2O
Опишемо рух молекул газу, грунтуючись на законі
механіки Ньютона
• Молекули газу, які містяться у пляшці, внаслідок теплового
руху, передають імпульси. Імпульс, який отримує стінка
кульки від ударів молекул дорівнює силі, з якою молекули
діють на стінку.
• Молекула газу діє на стінку із силою F2, що дорівнює за
третім законом Ньютона силі F1, з якою стінка кульки діє на
молекулу і протилежна їй за напрямом.
• Під час зіткнення зі стінками кульки, молекули газу
взаємодіють з ними за законами механіки як абсолютно
пружні тіла. Ударившись об стінку, молекула летить до
протилежної стінки, відбиваються від неї і повертається
назад.
ДОСЛІД 2.
Обладнання: скляна банка,
пластмасовий таз, кулька
(заповнена водою),
електрочайник для
підігріву води, вода.
У 1774 році французький учений Антуан Лоран
Лавуазье (1743—1794) довів, що повітря — це суміш
газів — азоту, кисню і вуглекислого газу.
Азот
Кисень
Інертні гази
Вуглекислий газ
78 %
21 %
0,07 %
0,03 %
Дослід 2.
1. Наливаємо в кульку воду
настільки, щоб кулька не
могла проникнути в банку.
2. Гарячу воду наливаємо в
банку, чекаємо, щоб її стінки
нагрілися.
3. Виливаємо воду у
пластмасовий таз.
4. Кульку кладемо на шийку
банки і спостерігаємо, як
вона сама проникне
всередину.
Чому банка засмоктала
кульку? Як це пояснити з
погляду внутрiшнього тертя
мiж двома шарами газу?
Механiзм виникнення внутрiшнього тертя
мiж паралельними шарами газу, що
рухаються з рiзними швидкостями, полягає в
тім, що через хаотичний тепловий рух
вiдбувається обмiн молекулами мiж шарами,
внаслiдок чого iмпульс шару, що рухається
швидше, зменшується, що рухається
повiльнiше — збiльшується, це приводить до
гальмування шару, що рухається швидше, i
прискоренню шару, що рухається повiльнiше.
Cила внутрiшнього тертя мiж двома
шарами газу пiдкоряється закону Ньютона:
сила внутрішнього тертя F, що діє між
двома шарами газу прямо пропорційна
коефіцієнту внутрішнього тертя η, dυ/dx —
градiєнту швидкостi, що показує швидкiсть
змiни швидкостi у напрямi x,
перпендикулярному напряму руху шарiв та
площі, на яку дiє сила F.
ВИСНОВКИ
1.
Під час зіткнення зі стінками кульки, молекули газу
взаємодіють з ними за законами механіки.
2.
Молекула газу діє на стінку кульки із силою F2, що дорівнює
силі F1, з якою стінка посудини діє на молекулу і протилежна
їй за напрямом (третій закон Ньютона).
3.
Коли різні шари газу рухаються з різними швидкостями,
спостерігається явище внутрішнього тертя, що описано
законом Ньютона.
Список використаних джерел
• Фізика. 10 кл. : підруч. для загальноосвіт. навч. закладів : рівень
стандарту / Л.Е. Генденштейн, І.Ю. Ненашев.— Х.: Гімназія,
2010. — 272 с.
• Лекції
з
фізики.
Механіка,
молекулярна
фізика,
електродинаміка.
Для
студентів
інженерно-технічних
спеціальностей денної форми навчання./Укладач: В.К.Манько.Запоріжжя: ЗНТУ, 2008.-154 с.
• http://www.youtube.com/watch?v=ixetob223vY
• http://www.youtube.com/watch?v=JrVWJrV2TzU