Gymnázium a obchodní akademie Chodov Smetanova 738, 357 35 Chodov

1. Gymnázium a obchodní akademie Chodov Smetanova 738, 357 35 Chodov Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0376 Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Pořadí šablony a sada: 03 Molekulová fyzika a termika Materiál: VY_32_INOVACE_MFTER.3 Vytvořený ve školním roce: (datum) 7. 4. 2013 Téma: Stavová rovnice ideálního plynu Předmět a třída: fyzika, sexta osmiletého gymnázia Anotace: Materiál je určen jako pomůcka při odvození stavové rovnice ideálního plynu. Je potřeba PC s internetem a možností pouštět applety pro každého studenta (aspoň do dvojice),projektor, Microsoft Powerpoint. Autor: Josef Knot Klíčová slova: stavové veličiny, stavová rovnice Ověřený dne: 8. 4. 2013

2. Stavová rovnice ideálního plynu • Fyzikální veličiny, které popisují stav látky nebo tělesa, se nazývají stavové veličiny. • Plyn v rovnovážném stavu nejčastěji popisujeme jeho objemem V, termodynamickou teplotou T, tlakem p, hmotností m, počtem molekul N nebo látkovým množstvím n.

3. Stavová rovnice ideálního plynu • Vztah mezi jednotlivými stavovými veličinami vyjadřuje stavová rovnice

4. Stavová rovnice ideálního plynu • Úkol: • Pusťte si aplet na adrese: http://kabinet.fyzika.net/aplety/id_gas/gas.htm [7. 4. 2013] • Zjistěte závislost objemu na počtu částic (nastavte p = 40, T = 50, počet částic měňte od 5 do 49 s krokem 5 a zapisujte si přibližné hodnoty objemu, v Excelu vytvořte graf závislosti V na N) • Zjistěte závislost objemu na tlaku (nastavte N = 49, T = 25, tlak měňte od 5 do 49 s krokem 5 a zapisujte si přibližné hodnoty objemu, v Excelu vytvořte graf závislosti V na p) • Zjistěte závislost objemu na termodynamické teplotě (nastavte N = 30, p = 25, teplotu měňte od 20 do 110 s krokem 10 a zapisujte si přibližné hodnoty objemu, v Excelu vytvořte graf závislosti V na T)

5. Stavová rovnice ideálního plynu Na dalších snímcích je uvedeno možné řešení předchozích úloh.

6. Závislost objemu na počtu částic

7. Závislost objemu na tlaku

8. Závislost objemu na teplotě

9. Stavová rovnice ideálního plynu Úkol: Matematicky zapište zjištěné závislosti. • V ~ N • V ~ 1/p • V ~ T Všechny úměrnosti zapíšeme do jedné: Ve většině fyzikálních zákonů vystupují ještě konstanty úměrnosti. V našem případě je konstantou úměrnosti Boltzmannova konstanta k, kterou z apletu nelze vyčíst.

10. Stavová rovnice ideálního plynu Výsledná stavová rovnice se pak nejčastěji zapisuje ve tvaru: pV = NkT Boltzmannova konstanta: k=1,38·10-23 J·K-1

11. Použité zdroje a literatura • SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: Prometheus, 2008, ISBN 978-80-7196-307-3 • Vlastní archiv