Групповое задание, страница 249 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 5. Молекулярная физика. Вопросы и задачи к главе «молекулярная физика» - страница 249.

Условие.

Групповое задание

Разбейтесь на группы по три-четыре человека. Каждая группа должна составить в цвете «карту» темы «Молекулярная физика», в которой указаны основные «пункты» и связывающие их «дороги». При этом вся карта должна умещаться на развороте тетради или на листе формата А4. Эти карты вывешиваются в классе и методом голосования выбирают лучшую из них.

Решение.

Решение

Задание заключается в создании наглядной структурной схемы, или «интеллект-карты» (mind map), по теме «Молекулярная физика». Цель такой карты — не просто перечислить факты, а показать логические связи между основными понятиями, законами и формулами.

Вот примерная структура и содержание для такой карты, которую ваша группа может взять за основу и развить, добавив цвета, рисунки и схемы.

Центральный узел (основная тема):

• МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА (располагается в центре листа). От этого узла будут расходиться «дороги» к основным разделам.

Первый основной раздел: Основы Молекулярно-кинетической теории (МКТ)

Это фундаментальный раздел, с которого все начинается.

• Основные положения:

  • Все вещества состоят из частиц (молекул, атомов).

  • Частицы находятся в непрерывном хаотическом движении.

  • Частицы взаимодействуют друг с другом (силы притяжения и отталкивания).

• Опытные подтверждения:

  • Броуновское движение.

  • Диффузия.

• Основные понятия и величины:

  • Количество вещества, моль.

  • Постоянная Авогадро: $N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

  • Молярная масса: $M = m_0 N_A$.

  • Концентрация частиц: $n = N/V$.

Второй основной раздел: Идеальный газ

Этот раздел описывает простейшую и важную модель вещества.

• Модель идеального газа: (частицы — материальные точки, хаотично движутся, не взаимодействуют на расстоянии, упруго сталкиваются).

• Основное уравнение МКТ: (связывает макропараметры с микропараметрами)

  • $p = \frac{1}{3} m_0 n \overline{v^2}$

  • $p = \frac{2}{3} n \overline{E_k}$

• Температура: (мера средней кинетической энергии частиц)

  • $\overline{E_k} = \frac{3}{2} k T$

  • Постоянная Больцмана: $k \approx 1,38 \cdot 10^{-23} \text{ Дж/К}$.

• Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

  • $pV = \frac{m}{M} R T$

  • $p = n k T$

• Газовые законы (изопроцессы): (для каждого можно нарисовать график)

  • Изотермический процесс ($T = \text{const}$): закон Бойля-Мариотта $pV = \text{const}$.

  • Изобарный процесс ($p = \text{const}$): закон Гей-Люссака $V/T = \text{const}$.

  • Изохорный процесс ($V = \text{const}$): закон Шарля $p/T = \text{const}$.

Третий основной раздел: Основы термодинамики

Этот раздел описывает энергетические превращения в макроскопических системах.

• Внутренняя энергия ($\text{U}$):

  • Сумма кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия.

  • Внутренняя энергия идеального одноатомного газа: $U = \frac{3}{2} \frac{m}{M} R T$.

• Способы изменения внутренней энергии:

  • Работа ($A'$): работа, совершаемая газом. $A' = p \Delta V$.

  • Теплопередача ($\text{Q}$): количество теплоты.

• Первый закон термодинамики: (закон сохранения энергии)

  • $Q = \Delta U + A'$ (Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами).

  • Применение к изопроцессам.

• Тепловые двигатели:

  • Принцип действия (нагреватель, рабочее тело, холодильник).

  • КПД: $\eta = \frac{A_{полезная}}{Q_{нагревателя}} \cdot 100\%$.

  • КПД идеальной тепловой машины (цикл Карно): $\eta_{max} = \frac{T_{нагревателя} - T_{холодильника}}{T_{нагревателя}} \cdot 100\%$.

Четвертый основной раздел: Свойства жидкостей, паров и твердых тел

Этот раздел описывает агрегатные состояния и переходы между ними.

• Испарение и конденсация:

  • Насыщенный и ненасыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

  • Кипение. Зависимость температуры кипения от давления.

• Влажность воздуха:

  • Абсолютная и относительная влажность. Точка росы.

  • Приборы для измерения: гигрометр, психрометр.

• Свойства поверхности жидкости:

  • Поверхностное натяжение.

  • Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления.

• Твердые тела:

  • Кристаллические и аморфные тела, их свойства.

• Фазовые переходы:

  • Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления: $Q = \lambda m$.

  • Парообразование и конденсация. Удельная теплота парообразования: $Q = L m$.

Как оформить карту:

1. Используйте разные цвета для каждого из четырех основных разделов. Это поможет визуально разделить информацию.

2. «Дороги» — это линии, соединяющие понятия. Например, от «Основного уравнения МКТ» и «Температуры» можно провести линии к «Уравнению Менделеева-Клапейрона», показывая, что оно является их следствием.

3. Добавляйте небольшие рисунки или иконки: схему броуновского движения, графики изопроцессов, схему теплового двигателя, каплю воды на поверхности.

4. Стрелками можно показывать причинно-следственные связи или логические переходы.

Ответ:
Для выполнения задания необходимо создать интеллект-карту темы «Молекулярная физика». В центре карты располагается основное понятие. От него отходят 4-5 главных «ветвей»: «Основы МКТ», «Идеальный газ», «Основы термодинамики» и «Свойства жидкостей, паров и твердых тел». Каждая ветвь детализируется на более мелкие подпункты, включающие ключевые определения, формулы ($pV = \nu RT$, $Q = \Delta U + A'$ и др.), законы (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля) и их графические представления. Связи между блоками («дороги») показывают логическую структуру темы. Карта должна быть выполнена в цвете для лучшего восприятия и размещена на листе формата А4 или развороте тетради.