Давление газа.

Давление газа

Физика, 7 класс, Республика Беларусь. § 29 учебника Л. А. Исаченковой, Е. В. Громыко, Ю. Д. Лещинского (2022), с. 105–107.

Почему шар меняет размер?

Представьте опыт учебника: из пространства вокруг завязанного шара откачивают воздух. Снаружи давление уменьшается, внутри шара газ продолжает давить на оболочку. Прогноз: шар станет больше, меньше или останется прежним? Сначала объясните словами, затем прочитайте ответ.

Шар увеличится: давление газа внутри теперь больше внешнего. Его округлая форма помогает увидеть действие газа во все стороны. Кадр показывает установку, а не результат выполненного измерения.

Откуда берётся давление

Частицы газа непрерывно и хаотично движутся. Они сталкиваются со стенками сосуда. Огромное число ударов создаёт силу давления, а действие на единицу площади описывают давлением газа. Отдельные частицы на рисунках ниже не видны глазом: это модель.

В обычных условиях среднее давление газа на стенки по всем направлениям одинаково. Молекулы не «тянутся» только вверх или вниз.

Попробуйте: в герметичном сосуде газ есть и у верхней стенки. Почему он давит на неё? Запишите одно предложение до раскрытия: частицы движутся во всех направлениях и ударяются также о верхнюю стенку.

Меняем объём

Если одну и ту же порцию газа сжать при постоянной температуре, частиц в единице объёма станет больше. За то же время они чаще ударяются о стенки. Давление возрастает. При расширении в тех же условиях давление уменьшается.

Задание А. В двух одинаковых закрытых шприцах находится одинаковое количество воздуха при одинаковой температуре. В первом объём 20 мл, во втором 10 мл. Где давление больше? Объясните без формулы. Ответ для проверки: во втором: газ сжат, на единицу объёма приходится больше частиц и ударов.

Меняем температуру

Если объём закрытого жёсткого сосуда не меняется, при нагревании частицы движутся быстрее. Их удары о стенку становятся сильнее и чаще; давление растёт. При охлаждении давление падает. Сами молекулы не увеличиваются в размере.

Задание Б. Два одинаковых жёстких закрытых сосуда содержат одинаковое количество одного и того же газа. Сначала его температура в обоих сосудах одинакова. Один нагрели, второй оставили при прежней температуре. Где давление больше? Ответ для проверки: в нагретом, если объём остаётся тем же.

Меняем количество газа

Если в сосуде того же объёма при той же температуре станет больше частиц, они будут чаще ударяться о стенки и давление возрастёт. Так при накачивании шины добавляют воздух. Если из жёсткого баллона часть газа израсходовали, давление оставшегося газа при прежней температуре уменьшится.

Учебник выделяет два пути изменения давления: изменить число частиц в единице объёма или изменить силу их ударов. Мы рассмотрели три действия с условиями опыта: сжатие и добавление газа относятся к первому пути, нагревание — ко второму.

Сравните условия: при накачивании мягкая шина может расширяться и воздух может нагреваться. Поэтому по картинке нельзя назвать точное изменение давления; в задании про неизменный объём и температуру эти условия заданы специально.

Почему баллон держат в тени?

Нагревание закрытого баллона при почти неизменном объёме повышает давление газа. Поэтому баллоны и аэрозольные упаковки защищают от прямого солнца и нагревания. Нельзя проверять это опытом с баллоном или нагревать закрытые ёмкости.

Проверьте себя по § 29

Ответьте своими словами на пять контрольных вопросов учебника:

1. Вследствие чего возникает давление газа?
2. Как и почему меняется давление газа при изменении его объёма?
3. Как и почему меняется давление газа при нагревании или охлаждении?
4. Почему баллоны с газом рекомендуется хранить под навесом?
5. Из баллона израсходовали часть газа. Изменилось ли давление, если температура осталась прежней?

Сначала решите рабочий лист, затем сверяйте объяснения. Не смешивайте эту тему с законом Паскаля: передача добавочного давления газом и жидкостью изучается в § 30, на следующем уроке.

Материалы для работы

Рабочий лист, бумажная практика, карточки помощи, отдельный выходной билет, домашнее наблюдение и бумажная самопроверка доступны в карточках страницы урока. Интерактивная самопроверка доступна ниже. Учителю предназначены поурочный план и презентация.

Скачать полный комплект урока (ZIP).