Разработка открытого урока по физике в 10 классе 'Применение первого закона термодинамики к изопроцессам'

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Уренская средняя общеобразовательная школа №1»

Открытый урок по физике в 10 классе по теме

«Применение первого закона термодинамики к изопроцессам»

Учитель физики: Воловатова Е.А.

Дата проведения: 18 марта 2015 г.

Тема урока: Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.

Цель урока: Установить связь между изменениями внутренней энергии, работы и количеством теплоты для изопроцессов.

Задачи урока:

1) образовательные задачи:

• углубление, обобщение и систематизация знаний по первому закону термодинамики;

• применение полученных знаний при решении качественных и расчетных задач;

2) воспитательные задачи:

• формирование активной жизненной позиции;

• формирование информационной культуры;

3) развивающие задачи:

• развитие алгоритмического мышления, памяти, внимания;

• развитие умения применять знания на практике;

• развитие умений действовать самостоятельно;

Тип урока: Урок комплексного применения знаний.

Оборудование: компьютер, интерактивная доска, документ-камера.

Ход урока:

1. Оргмомент.

Здравствуйте, ребята. Мы собрались сегодня в этом кабинете не на обычный урок физики. Сегодня я хочу пригласить вас в интересное морское путешествие. Предлагаю совершить путешествие по островам вместе с гостями нашего урока. А каким оно будет, зависит от того как хорошо вы владеете знаниями главы «Термодинамика», которую мы сейчас изучаем.

2. Актуализация опорных знаний.

Прежде чем отправиться в дальнее плавание, нам нужно собрать чемодан. Возьмем с собой только самое необходимое.

Вспомним, какой раздел физики мы изучаем? (Основы термодинамики)

Что изучает этот раздел? (наука о наиболее общих свойствах макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода между этими состояниями)

Задание: выбрать из предложенных буквенных обозначений физических величин и законов те, которые характеризуют главу Термодинамика.

T, p, m, M, R = 8.31 Дж/(моль·К), V,

A, Q, ΔU, A' (лишние F = ma, I, a, F_упр)

,

Как вы уже заметили, красным цветом написаны газовые законы: изотермический, изобарный, изохорный. А что можно получить, если собрать формулу из фиолетовых букв? (первый закон термодинамики ΔU= A+ Q - изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе)

3. Постановка цели и задач урока

Как вы думаете, ребята, какова же цель нашего путешествия?

(применить первый закон термодинамики к различным изопроцессам.)

Совершенно верно, то есть мы должны установить связь между изменениями внутренней энергии, работы и количества теплоты для изопроцессов

4. Составление ментальной карты.

Ребята, подумайте, без чего ни один моряк не решится отправиться в дальнее плавание? (без карты)

Конечно же, без карты! Давайте и мы нарисуем карту, которая поможет нам не заблудиться в нашем путешествии.

Инструкция:

1. Возьмите лист бумаги и напишите в центре одним словом главную тему, которой посвящена карта. Заключите ее в замкнутый контур.

2. От центральной темы рисуйте ветви и располагайте на них ключевые слова, которые с ней связаны.

3. Продолжайте расширять карту, добавляя к уже нарисованным ветвям подветви с ключевыми словами, пока тема не будет исчерпана.

С помощью документ-камеры один из учеников демонстрирует свою карту классу с комментариями.

Итак, багаж собран, карта нарисована, отправляемся в путешествие!

5. Повторение уравнений изопроцессов путем установления соответствия.

Перед вами три острова: о. Бойля-Мариотта, о. Гей-Люссака, о. Шарля.

Установите соответствие уравнения изопроцесса, названия закона и графика, соответствующего данному изопроцессу. Закон Бойля-Мариотта

Закон Гей-Люссака

Закон Шарля

6. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.

• Итак, мы приплыли на первый остров Бойля-Мариотта. ΔU= A+ Q

Вспомним формулу, как найти изменение внутренней энергии

Т.к. температура газа не меняется, то ΔU=0

или

или - переданное газу количество теплоты идет на совершение газом работы.

Задача.

В изотермическом процессе газу было передано 150 Дж теплоты.

Какую работу совершил газ в этом процессе? Как изменилось его давление, если объём увеличился в 2 раза?

- Молодцы, мы с вами выяснили, как ведет себя первый закон термодинамики при изотермическом процессе, и можем плыть дальше.

• остров Гей-Люссака. ΔU= A+ Q

Газ совершает работу

- передаваемое газу количество теплоты идет на изменение его внутренней энергии и на совершение им работы при постоянном давлении.

Задача: Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К газу сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.

- Что мы сделали на этом острове? (Выяснили, как ведет себя первый закон термодинамики при изобарном процессе)

- Молодцы, и мы можем плыть дальше.

• Остров Шарля ΔU= A+ Q

При изохорном процессе объем газа не меняется, и поэтому работа газа равна нулю.

- изменение внутренней энергии газа равно количеству переданной ему теплоты.

Задача: При охлаждении идеальный газ, находящийся в герметическом сосуде, передал окружающим телам 200 Дж теплоты. Найдите температуру газа в конце процесса, если сначала его температура была равна 200˚ С. Количество вещества в сосуде 5 моль.

- Молодцы, ребята, вы хорошо справились с предложенными заданиями! Мы завершаем наше путешествие.

- Давайте вместе подумаем, достигли ли мы цели нашего путешествия?

- Вспомним, что мы делали, находясь на каждом из островов? (формулировали первый закон термодинамики применительно к трем изопроцессам, решали задачи, применяя этот закон практически)

- Правильно, настало время отправляться домой, но чтобы это сделать, давайте проверим свои знания, полученные в этом путешествии.

7. Закрепление нового материала.

1. Как называется процесс, для которого первый закон термодинамики имеет вид: ?

1. Изотермический.

2. Изобарный.

3. Изохорный.

2. В каком случае при передаче газу тепла его температура может не измениться?

1. Если над газом совершают работу.

2. Если газ совершает работу.

3. При передаче газу тепла он всегда нагревается.

4. При сжатии газа.

5. Такое невозможно

3. Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж, и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Работа, совершенная газом, равна

1. 400 Дж

2. - 400 Дж

3. 200 Дж

4. - 200 Дж

4. При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам 800 Дж теплоты. Какую работу совершил газ?

1. 1600 Дж

2. 0 Дж

3. - 800 Дж

4. 800 Дж

5. При изохорном нагревании газу было передано от нагревателя 250 Дж теплоты. Какую работу совершил газ?

1. - 250 Дж

2. 250 Дж

3. 500 Дж

4. 0 Дж

8. Подведение итогов урока.

Мне понравилась ваша работа на уроке, вы молодцы, справились со всеми заданиями.

9. Домашнее задание. §79 стр.219, упражнение 15 (7) стр. 237

Надеюсь, наше путешествие было для вас познавательным и продуктивным.

10. Рефлексия.

1. Вызвал ли у вас затруднения материал урока?

3 - нет, не вызвал;

2 - были некоторые трудности;

1 - материал урока вызвал значительные затруднения.

2. Удалось ли вам применить имеющиеся знания для решения предложенных задач?

3 - да, удалось;

2 - удалось, но не все;

1 - не удалось.

3. Интересно ли вам было на уроке?

3 - да, было интересно;

2 - иногда было скучно;

1 - урок был не интересным.

4. Насколько комфортно вам было на уроке?

3 - было комфортно;

2 - иногда чувствовал себя некомфортно;

1 - было не комфортно.