Молекулы газа двигаются беспорядочно, занимая весь предоставленный им объём. Молекулы сталкиваются не только друг с другом, но и ударяются о стенки сосуда. Именно эти удары и создают давление. Чтобы в этом убедиться, был применён классический опыт: взяли завязанный шарик с небольшим количеством воздуха и поместили его в стеклянный сосуд, из которого затем выкачали воздух. Объём воздушного шарика увеличился.
Почему же это произошло? Когда воздух был откачан из сосуда, во много раз уменьшилось количество молекул воздуха внутри него. Ударов молекул по шарику снаружи стало гораздо меньше, но вот количество молекул внутри шарика не изменилось. Это позволило газу внутри шарика расширяться до тех пор, пока давление газа внутри не стало равно давлению газа снаружи. Из этого можно сделать вывод, что при увеличении объёма давление газа уменьшается. Но если мы вновь наполним сосуд воздухом, то шарик снова сдуется. Значит, при уменьшении объёма, давление увеличивается.
Также следует отметить: когда воздух был откачан из сосуда, форма шарика действительно стала шарообразной. Это значит, что газ давит на оболочку шарика (или стенки сосуда) одинаково по всем направлениям. Это объясняется беспорядочным движением молекул.
Используя современное оборудование «Точки роста», обучающиеся провели исследование зависимости давления газа от температуры и объёма.
Соединив большой шприц с мультидатчиком, ребята изменяли объём газа в шприце при постоянной температуре и наблюдали на экране ноутбука график, наглядно демонстрирующий, как объём влияет на давление газа. Был сделан вывод: при уменьшении объёма газа его давление увеличивается, а при увеличении — давление уменьшается.
Далее обучающиеся исследовали зависимость давления газа от температуры при постоянном объёме. Стеклянный сосуд, соединённый трубкой с мультидатчиком, то нагревался в горячей воде, то охлаждался в холодной. На экране ноутбука появился новый график, отображающий, как температура воздействует на давление. Результат исследования был однозначным: при возрастании температуры газа в закрытом сосуде его давление увеличивается, а при понижении – снижается.
Эти практические занятия не только углубили теоретические знания обучающихся, но и пробудили исследовательский интерес. С каждым экспериментом в школьной «Точке роста» открываются новые грани науки, вдохновляя её красотой и логикой.
Фотографии
