Перейти на главную страницу
І. Құрылымы – кешенді
ІІ. Типі–аралас сабақ
ІІІ. Әдісі – репродуктивті, ішінара – проблемалық сұраққа ізденіс, сұрақ –жауап.
І.Ұйымдастыру ( 1 мин)
ІІ. Демонстрациялық тәжірибелер. (жүргізілген эксперименттік тәжірибе бойынша проблемалық сұраққа жауап іздеу)
А) жоспарымен таныстыру;
ІІІ.Жаңа сабақты баяндау: (І кезең)
IV. Демонстрациялық тәжірибелер (ІІІ кезең)
V. Есептер мен жаттығулармен жұмыс. (ІV кезең)
VІ.Сабақты бекіту.
VІІ.Үйге тапсырма беру.
Сабақ барысы:
І. Ой шақыру. Демонстрациялық тәжірибелер. (жүргізілген эксперименттік тәжірибе бойынша проблемалық сұраққа жауап іздеу)
Жаңа сабақты баяндау: (І кезең) (15 мин)
А) жоспарымен таныстыру;
1. (слайд №1)
2. Термодинамикалық параметрлерге тоқталып өту (слайд №2)
3.Идеал газдың күйін сипаттайтын заңдарға тоқталу.
(слайд №3)
4.Газ қоспалары мен парциалдық қысым.
5.Есептер мен жаттығулар
6.Дюлонг – Пти ережесі.
V. Есептер мен жаттығулармен жұмыс. (ІV кезең)
Дюлонг - Пти ережесі мен газдардың парциал қысымы бойынша есептеулер (есептер мен жаттығулармен жұмыс)
VІ. Сабақты бекіту (слайд №5-9)
(слайд №1) Термодинамика
Термодинамика - термодинамикалық тепе –теңдік күйдегі макроскопиялық жүйелердің жалпы қасиеттерін және бір күйден екінші бір күйге өту процесін зерттейді. Термодинамика тәжірибе нәтижесінде тағайындалған заңдарға сүйенеді. Физика мен химияда термодинамикалық әдіс қолданылмайтын аймақ жоқ деуге болады. Молекулалық –кинетикалық теория мен термодинамика зерттеу әдістерімен ерекшелене отырып, бірін –бірі өзара толықтырып отырады.
Термодинамикалық жүйе – өзара әсерлесуші, әрі өзара ғана емес басқа денелермен де (сыртқы ортамен) әсерлесуші және энергия алмасушы макроскопиялық денелердің жиынтығы.
Термодинамикалық әдістің негізі – термодинамикалық жүйенің күйін анықтау болып табылады. Жүйенің күйі термодинамикалық параметрлермен (күй параметрлері) беріледі. Термодинамикалық параметрлер (күй параметрлері) деп термодинамикалық жүйенің қасиеттерін сипаттайтын физикалық шамалардың жиынтығын айтады. Күй параметрлері ретінде температура, қысым және меншікті көлем қарастырылады.
Идеал газдың күйін сипаттайтын заңдар
Изопроцестердің ішінен бірінші болып осы изотермиялық процесс зерттелді.
Ағылшын физигі Р. Бойль 1662 ж. және оған тәуелсіз француз физигі Э.Мариотт тәжірибе жүзінде тұрақты температура кезінде газдың берілген массасы үшін оның
қысымының газ алып тұрған көлемге көбейтіндісі тұрақты шамаға тең болатынын тағайындады. Бұл заң Бойль Мариотт заңы деп аталады.
Тұрақты температурада заттың қасиетін сипаттайтын p және V шамаларының арасындағы тәуелділікті көрсететін қисық изотерма деп аталады. Изотермалар гипербола болып табылады, процесс кезінде температура жоғары болса, грфикте гиперболалар да жоғары орналасады.
Бұл процесті француз физигі Ж.Шарль зерттеген. 1787 жылы
ол тәжірибе жүзінде тұрақты көлемде берілген газ массасының қысымы оның температурасын тура пропорционал болатынын тағайындады. Бұл заң Шарль заңы. Шарль өзінің заңын Гей Люссактан ерте ашты, бірақ кеш жариялады.
Изобаралық процесс
Француз физигі Гей Люссак 1802 жылы тәжірибе жүзінде тұрақты қысымда газдың берілген массасы көлемінің температураға сызықты тәуелді болатынын тағайындады, яғни
Парциалдық қысым
1801 ж. Дальтон заңы газ қоспасының қысымын және жеке компоненттердің жалпы қысымға беретін нақты «үлесін» анықтады.
Өмірде біз таза газды емес, газ қоспасын кездестіреміз. Мысалы, ауа азоттан, оттектен, көмірқышқыл газынан және басқа да көптеген газ қоспасынан тұрады.
Дальтон осындай газ қоспасының қысымын анықтауды мақсат етті.
Бұл үшін парциал (үлестік) қысым деген жаңа ұғымды енгізді.
Парциал қысым деп газ қоспасының әрбір газы осы көлемді жалғыз өзі алатын кездегі қысымды атайды.
P = 0,78 атм + 0,21атм+ 0,01атм = 1атм
Газ қоспасында әрбір газдың парциал қысымы берілген қоспа құрамындағы молекула санына пропорционал болады. Осыған байланысты газ қоспасының парциал қысымыолардың концентрациясының өлшемі болып табылады.
Газ тәрізді заттар қатынасында жүретін қайтымды реакцияларда концентрация
мен қысым арасында байланыс болады. Газ қоспасының жалпы қысымы әрбір
жеке газдың парциал қысымының жиынтық қосындысы болып табылады.
Парциал қысым ұғымы арқылы газ қоспасының құрамына еніп отырған газдың қысымы, оның осы берілген температурада алатын көлемі газ қоспасының алатын көлеміне тең екендігі анықталды.
Көптеген газ тәрізді заттар таза түрінде емес, қоспа түрінде болады.
Мысалы, құрғақ ауа құрамында азот, оттек, аргон, көміртек диоксиді,
және т.б. қоспалар кездеседі. Идеал газда молекулалар бір – бірімен қарым– қатынасқа түспегендіктен, идеал газ қоспасындағы компоненттер басқаларына тәуелді болады.
Мысалы, ауадағы азот молекуласы белгілі бір қысымда – 78%, жалпы қысымда – басқа газ қоспаларының болуына тәуелді болады. Соған ұқсас ауадағы оттегі молекуласы белгілі бір қысымда - 21% жалпы қысымда басқа газ қоспаларының болуына тәуелді болады. Газ қоспасындағы кез келген жеке компоненттің қысымын сол қысымның парциалдық қысымы деп аталады да және ол әр газ компонентінен тәуелсіз әрекет етеді идеал газ заңдары анықталады.
1 мысал
Теңіз астында сүңгігіш 12,5л гелиокс қоспасымен құрамында 24,2 г гелий және 4,32 готтек (298 К) гелиокс қоспасымен дем алады. Қоспа құрамындағы әр компоненттің мольдік фракциясы мен парциалдық қысымы мен жалпы қысымды табу керек.
Бер:
mHe = 24,2 г
V= 12,5л
т/к: Хне, Xo2
PHe ,P o2 , Pж-?
mHe→nHemO2→nO2
ᵪ не = ᵪ O2 =
;
ᵪ(He) =
ᵪ(O2) =
Pжалпы =
P He = nHe * Pжалпы = 0,97817 * 12,099 атм = 11,8 атм
Пьер Луи Дюлонг Францияда Руан қаласында туылды.
Парижде медицинадан дәріс алып, сонан соң Клод Бертолленің Политехникалық мектебінің лабораториясында химик болып жұмыс атқарды.
1811 ж — Париждің Ветеринар мектебінде химия профессоры болды,
1820 жылы — Политехникалық мектептің физика профессоры болды. 1823 жылдан
Париж ғылыми академиясының мүшесі, 1832 жылдан хатшы қызметін атқарды.
Негізгі ғылыми зерттеу жұмыстары:
Жалпы химия және бейорганикалық химия саласына арналды. 1811 жылы жеңіл жарылғыш заттармен жұмыс жүргізе отырып, ол ең бірінші рет азот хлоридін алды, сол тәжірибеде ол көзі мен үш саусағынан айрылды. 1815 жылы қышқылдардың сутекті теориясын ұсынды. Қымыздық қышқылының қасиеттерін зерттеді , фосфорлылау қышқылды ең бірінші рет анықтады. 1830 жылы Бойль-Мариот заңын эксперимент жүзінде тексеру үшін 27 атм қысымда су калориметрін құрастырды.
Көптеген зерттеу жұмыстарын Политехникалық мектептің профессоры физик А.Т. Птимен бірге жүргізді. 1816 жылы олар катетометр - екі нүктенің вертикаль арақашықтығын өлшейтін прибор қондырғысын құрастырды.
1818 ж. Дьюлонг және Пти екеуі қатты денені суытудың ортақ формуласын анықтады.
Дьюлонгтің ең басты ғылыми жетістігі 1819 жылы Пти екеуінің бірігіп анықтаған қатты дененің жылу сыйымдылық заңдылығы болып табылады. Осы заңдылыққа сәйкес қатты жай заттардың меншікті жылу сыйымдылығының туындысы түзілетін элементтердің атомдық массаларының сай келіп (жаңа өлшем бойынша орта есеппен 26 Дж·г−1·К−1) тең. Қазіргі уақытта бұл заңдылық Дьюлонг – Пти заңдылығы атпен белгілі болып ауыр элементтердің атомдық массаларының мәніне жақын болды.
Алексис Терез Пти Францияда Везуле қаласында туылды.
1809 жылы Парижде политехникалық мектепті бітіріп, 1810 ж Париж лицейінде оқытушы болды. 1815 жылдан Политехникалық мектептің профессоры қызметін атқарды.
Негізгі ғылыми зерттеу жұмыстары:
Ғылыми еңбектерін жылу және молекулалық физикаға арнады. П. Дьюлонг біріге отыра бос денені суытқан уақыттағы өзгерістерді зерттеді, (1818) қыздырылған денелердің суыну жылдамдығының формуласын ашты. Газдардың жылу өткізгіштік әдісін зерттеді және қатты денелердің меншікті жылу сыйымдылығын, жылулық ұлғаюдың коэффициенттерін анықтау әдiстерiн ұсынды.
Птидің ең басты ғылыми жетістігі 1819 жылы Дьюлонг екеуінің бірігіп анықтаған қатты дененің жылу сыйымдылық заңдылығы болып табылады. Осы заңдылыққа сәйкес қатты жай заттардың меншікті жылу сыйымдылығының туындысы түзілетін элементтердің атомдық массаларының сай келіп (жаңа өлшем бойынша орта есеппен 26 Дж·г−1·К−1) тең. Бірақ меншікті жылу сыйымдылық заңдылығы көп уақытқа дейін сол заманғы дұрыстығын таппады. (1816) жылы катетометрді ойлап тапты. Дюлонгпен бірге қатты денелердің суыну жылдамдығының формуласын ойлап тапты.
П. Дьюлонг пен А. Птидің бірігіп жасаған еңбектері Д. Дальтонның ұсынған пікірімен сәйкес келді, барлық газ тәрізді денелер үшін бірдей қысым мен температурада жылу мөлшері бірде болады.
П. Дьюлонг пен А. Пти бұл ойды эксперимент түрінде дәлелдеді. Қатты заттардың меншікті жылу сыйымдылығын зерттей келе олар мынадай заңдылық ашты. Дьюлонг- Пти ережесі немесе тұрақты жылу сыйымдылық заңы деп аталады.
Қатты заттың кристалл торлары атомдардан тұрады, оның әрқайсысы үш бағытта гармониялық тербілісте болады, тордың құрылысын береді, бір - бірінен қатысынсыз әртүрлі бағытта тербеледі. Осыған байланысты әрбір атом үш осцилляторлық Е энергиямен сипатталады:
Формула теоремадан шығады, энергияның бос дәрежесі бойынша таралады. Әрбір осциллятордың бір бос дәрежесі болады. Ол жағдайда оның орташа кинетикалық энергиясы , тең болып, тербеліс гармониялық түрде орындалып, орташа потенциалдық энергиясы орташа кинетикалық энергияға тең болады. Ал толық энергияның мәні олардың қосындысына тең болады. Заттың бір моліндегі осциллятордың саны
, ал энергияның жалпы қосындысының мәні дененің жылу сыйымдылығының мәніне тең болады. Осыдан Дьюлонг - Пти заңдылығы шығады.
Қалыпты температурада кейбір химиялық элементтердің жылу сыйымдылығының экспериментальді мәнінің көрсеткіштерін кестеде келтірейік:
Элемент| |
Cv , кал/(К·моль)| |
|
Элемент| |
Cv , кал/(К·моль) |
C |
1,44 |
|
Pt |
6,11 |
B |
2,44 |
|
Au |
5,99 |
Al |
5,51 |
|
Pb |
5,94 |
Ca |
5,60 |
|
U |
6,47 |
Ag |
6,11 |
|
- |
- |
П.Дьюлонг және А.Пти (1819) ережесі бойынша элементтердің атомдық массаларын анықтау (молярлы массасын анықтау).
Металдардың жылу сыйымдылықтарын зерттеу мақсатында Дьюлонг және Пти төмендегідей ереже тұжырымдады:
Қатты күйіндегі жай заттардың меншікті жылу сыйымдылықтарының атомдық массаға (молярлы масса) көбейтіндісі тұрақты 26,0 кДж/ (моль*К) шамасына тең.
Көп заттардың меншікті жылу сыйымдылықтары тәжірибе жүзінде анықталады. Мұнан соң, сол заттың меншікті жылу сыйымдылығын 26,0 санына бөлу арқылы жуықтап молярлы массасын есептейді. Молярлы массаны сол заттың эквивалентінің молярлы массасына бөлу арқылы валенттілікті анықтайды. Шыққан сан бөлшек сан болса дөңгелектеу ережесіне сәйкес оны бүтінге айналдырады, өйткені валенттілік бүтін санмен анықталады. Енді осы бүтін валенттілікті эквиваленттің молярлы массасына көбейту арқылы сол заттың дәл молярлы массасын анықтайды. Айтқандарымызды математика тілінде жазсақ, төмендегідей өрнек аламыз:
M(A) = Z * M(
Мұндағы Сm- меншікті жылу сыйымдылық,
М(А) – А – затының молярлық массасы,
Х- дөңгелектенетін сан,
М( А – затының эквивалентті молярлы массасы,
Z–валенттілік.
Еске түсіре кететін жай, жекеленген атом, молекулалармен өлшеулер жүргізу мүмкін болмағандықтан біз тәжірибе жүзінде ылғи макроскопиялық деңгейде, яғни заттың белгілі бір мөлшерімен жұмыс істейміз. Осы себепті ылғи да молярлы шамалар анықталады. Ал, өлшем бірлігін ескермегенде салыстырмалы атом, молекула массалары сан мәні жөнінен сол заттың молярлы атом, молекула массаларына тең.
Вольфрамның меншікті жылу сыйымдылығы 0,1465 Дж/г ●К, ал эквивалентінің молярлы массасы 30,640 г/моль. Вольфрамның салыстырмалы атомдық массасын анықтаңыз.
Шешуі: Дюлонг – Пти ережесін пайдаланып вольфрамның молярлы массасын анықталық:
M(W) = 26: 0,1465 = 177,4744 г/моль.
Табылған шаманы эквиваленттің молярлы массасына бөліп валенттілік санын анықталық.
5,79
6; Z = 6
Ал валенттілік саны бүтін болатындығын ескере отырып Z = 6 деп аламыз да вольфрамның молярлы массасына түзету енгіземіз, яғни
M(W) =6 * 30,64 = 183,85 г/моль.
Олимпиадада берілген есеп
Мысал
Шешуі:
2Н2О → 2H2 + O2 + Q
mер.з(H2O2) =
n (H2O2) =
2.Реакция нәтижесінде бөлінген жылу мөлшері келесі формуламен анықталады.
Q1= mc *∆t + C∆t = (mc + C)* ∆t
Есептің шарты бойынша С= 13,2 кал/г*град
С= 1 кал/г*град ∆t = 1,97 0C олай болса,
Q1= (400*1 +13,2) *1,97 = 814 (кал) = 0,814 ккал
1 моль сутектің асқын тотығы ыдыраған кездегі бөлінетін жылудың мөлшері:
q = ккал/моль
Үй тапсырмасы:
1-есеп
2-есеп
3-есеп
Оқушының орындауы қажет «қоғамдағы ғылымның алатын орнын көрсете білу, әртүрлі қоғамдық факторларға ғылымды қолдана білу.
Біздің дәстүрлі білім беруде оқытылған оқу материалды «білім мен түсіну» бойынша бақылау жұмыстары мен әртүрлі тестер арқылы тексеріледі. Берілетін тапсырмаларды орындай отырып, оқушы мағынасы жағынан «қиындық деңгейі жоғары дәрежедегі тақырыптарға ғылыми лексиканы кең көлемде қолданып, ғылыми терминологияны тиімді қолданып, ғылымның негізін өте жоғары дәрежеде түсінуге көмегін тигізеді.
Критерий |
B |
C |
жалпы |
ұпайлар |
0-6 |
0-6 |
0-12 |
|
|
Дескрипторлар |
А- Критерийі «Дүние бірлігі» |
0 |
Оқушы төменде берілген дескриптор стандарттарының ешқайсысына жеткен жоқ. |
1-2 |
Табиғи ортада болып жатқан құбылыстар жайлы түсінігің таяз, химиялық заңдылықтары жайлы білімің нақты және дәлелді емес. Терминдік сөздерді дұрыс қолданбайсың. | |
2-3 |
Заңдылықтар жайлы түсінігің шектеулі, химиялық терминдерді орынды қолданғанмен тақырып мағынасын толық аша алмайсың. Түсінігі толық, нақты емес. | |
3-4 |
Заңдылықтар жайлы түсінігің бар, құбылыстарды олардың арасындағы байланыстарды жақсы түсінесің, мәліметтерді логикалық реттілікпен жеткізе аласың, терминдерді орынды қолданасың. Алайда, қолданған мысалдарың өте қарапайым және толық емес. | |
5-6 |
Заңдылықтарды, құбылыстарды олардың арасындағы байланыстарды сенімді, толық, орынды жеткізе аласың. Терминдерді дұрыс, нақты, сенімді қолданып, Парциал газ қысымын дәлелдей аласың. |
C- Критерийі «Ғылыми білім» |
Жетістік деңгейі |
Дескрипторлар |
|
0 |
Төменде берілген дескриптор стандарттарының ешқайсысына жеткен жоқсың. |
1-2 |
Берілген мәтіннен қажетті ақпаратты табуда қиналасың. Ақпараттарды талдай білмейсің, тақырып бойынша проблеманы шешуге пайдаланған қосымша мәліметтер мақсатқа сай келе бермейді. | |
2-3 |
Оқулықтардағы мәліметтерді қосымша ақпарат көздерінен тапқан матералдармен толықтыра білмейсің. Тақырып бойынша ақпарат көздеріне таңдау мен сараптау жұмысын жүргізуде қиналасың. | |
3-4 |
Тақырыпқа байланысты қажетті ақпараттар мен мәліметтерді жинақтай аласың. Дегенмен, жинақталған деректерді талдап, оны қажетті жағдайда қолдана бермейсің. | |
5-6 |
Кесте бойынша термодинамикалық күй шамаларын ажырата аласың, сараптау жұмысын жүргізе аласың, берілген мәтіндерден қажетті ақпараттарды таба білесің ғылыми ақпараттарды тақырып бойынша туындаған проблемаларды шешуде қолдана аласың. |
№ |
Оқушының аты-жөні |
Критерий бойынша қойылған ұпай |
Ұпай жиынтығы |
Бағасы | |
B |
C | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Жинаған ұпай саны |
Бағасы |
0-6 (60% және одан төмен) |
«2» |
7 - 8 (61%-74%) |
«3» |
9 - 10 (75%-88%) |
«4» |
11-12 (100%-89%) |
«5» |
Не арқылы бағаланады: тест (сұрақ-жауап), зерттеу жұмыстары, есептер шығару арқылы оқушылар критерийалды бағалау жүйесі арқылы бағаланады
17 12 2014
1 стр.
Сабақтың мақсаты: Физика пәні бойынша оқушылардың білімдерін дамыту, оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттыру
25 12 2014
1 стр.
Білімділік: Химия пәні туралы алғашқы ұғым беру, заттардың қасиеттерін, таза зат және қоспа ұғымдарын түсіндіру
25 12 2014
1 стр.
Осы бағытты ескере отырып, кесте тігу өнерін бүгінгі күні өз кәдемізге жаратып кеңінен қолданып жүрміз. «Атаөнері – балаға мұра» деп дәстүрлі сабақтастықты жалғастыру қажет деп сан
25 12 2014
1 стр.
Білімділік мақсаты: адамның жасампаздық мүмкіндіктері мен рухани адамгершілік тұлғасының өзара байланысын ашу
08 10 2014
1 стр.
Білімділік: Дөңес көпжақтар үшін Эйлер сипаттамасын есептеу формуласын енгізу, Эйлер формуласын есеп шығаруда пайдалана білу дағдысын қалыптастыру
15 10 2014
1 стр.
Сабақтың көрнекілігі: Райымбек батыр мен Әбілмансұр батырдың суреттері, инсерт стратегиясы, Венн диаграммасы, семантикалық карта, сабаққа байланысты сөзжұмбақтар
10 10 2014
1 стр.
Сабақтың мақсаты: оқушыларды жаңа тақырыпты қабылдауға дайындау; әртүрлі есептерді шешу қабілеті мен есептеу дағдысын жетілдіру
25 12 2014
6 стр.