Конспект урока по физике: Решение задач на изопроцессы (газовые законы) 10 класс

Атяшевский муниципальный район

п.Атяшево

МБОУ «Поселковская средняя школа №2»

Комбинированный урок

по физике 10 кл.:

«Решение задач

графическим способом

на изопроцессы в идеальном газе»

Учитель физики, информатики:

Уморина Л.В.

Ноябрь 2016г

Тема урока: «Решение задач графическим способом на изопроцессы в идеальном

газе (с помощью ЭТ)

Тип урока: Урок- практика

Вид урока: комбинированный - решение задач, фронтальный опрос.

Метод обучения: вести от готовой, решенной задачи через модификацию к собственной

разработке.

Цели урока:

• Формирование практическмх навыков при решении графических задач;

• Актуализация знаний;

• Развивать межпредметное отношение между физикой и информатикой;

• Отрабатывать навыки работы с электронными таблицами (уметь вводить данные и формулу, автозаполнение и использование встроенных функций ЭТ, работать с графикой и диаграммами.

Задача: Способствовать формированию у учащихся понятий о табличном представлении информации и способах её обработки, постановке несложных задач по физике на моделирование

Дидактические принципы:, используемые на уроке:

• Модификация принципа наглядности состоит в том, что в предложенной последовательности осваивает команды ЭТ и сразу же видит результат своей работы;

• Последовательность заключается в том, что работа с таблицей выделяет ряд этапов: сначала подготовка перед заполнением данными, определение ячеек для пояснительного текста, занесение значений из условий задачи;

• Учащийся параметрический пользователь, учится загружать задачу в таблицу, вводить данные в диалоге и наблюдать изменение результатов; далее осваиваются команды перемещения по таблице, ввод чисел в ячейки, т.е. редактирование ячеек; потом бролее сильная модификация- удаление строки, столбца и введение новых строк и т.д.

• Прочность и системность через обобщение;

• Активность и самостоятельность как условие и цель через четко сформулированные требования к изучаемой теме, формирование интереса учащихся к учению, активности. Самоконтроль через здравый смысл учащегося (не должно быть отрицательного результата);

• Индивидуализация и коллективность обучения через фронтальную и индивидуальную работу;

• Воспитание трудолюбия и умения работать самостоятельно.

Оборудование:

• Гафрированный сосуд, соединенный с манометром- для изотермического процесса;

• Колба с горячей водой; стеклянная трубка, запаянная с одного конца; стакан с горячей водой, линейка- для изобарного процесса4

• Демонстрационный микроманометр; медицинский шприц; стакан с горячей водой; термометр- для изохорного процесса;

• Портреты Р.Бойля, Э.Мариотта, Гей-Люссака, Шарля;

• Презентации (слайды), изображающие разного рода изопроцессы;

• Карточки

1. с индивидуальными заданиями;

2. С тестовыми заданиями;

3. чистые листы бумаги- для физического диктанта.

Запись на доске:

1. Число

2. Тема урока: «Решение задач графическим способом на изопроцессы в

идеальном газе (с помощью ЭТ)

3. Эпиграф «Если хотите научиться решать задачи- решайте их»

( Д.Пойа)

4. Задача. График изопроцессов.

р

1

3 2

О V

5. Д.задание: § 32-35.№ 167, 168, 175-Р ( с помощью ЭТ)

План урока:

1. Постановка цели урока

2. Повторение материала (с помощью таблиц), фронтальный опрос

3. Коллективное решение задачи (графическая задача) у доски;

4. Физический диктант ( с помощью компьютера)

5. Тестовые задания

6. Видеосюжет

7. Индивидуальные задания:

- компьютер

- доска

Карточки- задания

8. Подведение итогов урока

9. Домашнее задание.

Ход урока:

Любой газовый закон можно получить из уравнения состояния идеального газа. Во многих задачах требуется построение графиков, изображающих разного рода изопроцессы. Для этого надо знать зависимость макроскопических параметров друг от друга, которая, в общем случае даётся уравнением Менделеева - Клапейрона, а в частности газовыми законами.

Итак, тема сегодняшнего урока: «Решение задач графическим способом на изопроцессы в идеальном газе (с помощью ЭТ)»

«Если хотите научиться решать задачи- решайте их!», поэтому цель нашего урока- не просто научиться решать задачи, а изображать зависимость макроскопических параметров графически, используя при этом уникальные возможности электронных таблиц. Но для этого придется вспомнить пройденный материал.

1. Записать уравнение состояния идеального газа, в которой выражается связь между макроскопическими параметрами. Выразить все величины, входящие в данное уравнение.

2. Количественные зависимости между параметрами газа при фиксированном значении третьего называют газовыми законами. Какие виды изопроцессов характерны для идеального газа?

3. Перед вами таблицы, изображающие графики изопроцессов, давайте разберемся в данном хаосе, заполним их и немного охарактеризуем каждый из этих процессов.

Процесс:______________

Процесс:______________

1662 г 1676 г

Роберт Бойль Э. Мариотт

(англ.) (франц.)

(1627-1691 г.) (1620-1684 г.)

1802 г

Ж. Гей-Люссак (франц.)

(1778-1850 г.)

1787 г

Ж. Шарль (франц.)

(1746-1823 г.)

Закон:_________________

__________________

Закон:_________________

__________________

Закон:____________

______________

• ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС:

Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим. Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется

Давайте запишем данный закон в эквивалентной форме:

P₁/P₂= V₁/V₂

Графиком Изотермического процесса является изотерма. Графиком изотермического процесса в координатах (Р,V) является гипербола.

Изотерма газа изображает обратно пропорциональную зависимость между давлением и объемом. Для газа данной массы следует то, что при увеличении давления, объем газа уменьшается.

Далее ученики приводят странички из жизни Бойля - Мариотта, приводят примеры применения данного процесса, перечисляют примеры оборудований для экспериментальной проверки данного закона.

• ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС:

Процесс изменения термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным. Для газа данной массы отношение объёма к температуре постоянно, если давление газа не меняется.

Этот закон был установлен в 1802году французским ученым Гей-Люссаком и носит название Гей- Люссака.

Запись закона в эквивалентной форме:

V₁/V₂=T₁/T₂

Эта зависимость графически изображается прямой, которая называется изобарой.

Графиком изобарного процесса в координатах (V.T) является прямая.

Изобара газа изображает линейную зависимость объема газа от температуры. Для газа данной массы, следует то, что при увеличении температуры газа. Увеличивается и его объём.

Далее ученики приводят странички из жизни Гей-Люссака, приводят примеры применения данного процесса, перечисляют примеры оборудований для экспериментальной проверки данного закона.

• ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС:

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме называют изохорным. Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объём не меняется

Этот газовый закон был установлен в 1787 году французским физиком Шарлем и носит название закона Шарля.

Запись закона в эквивалентной форме:

Эта зависимость изображается прямой, называемой изохорой. Графиком изохорного процесса в координатах (P,V) является прямая. Изохора изображает линейную зависимость температуры газа от его давления. Для газа данной массы следует то, что с ростом объёма газа при постоянной температуре давление его падает.

Далее ученики приводят странички из жизни Шарля, приводят примеры применения данного процесса, перечисляют примеры оборудований для экспериментальной проверки данного закона.

4. А теперь задача, решаемая графическим способом:

р

1 Постройте график изопроцессов

в координатах (P,V)

3 2

О V

5. На основе повторенного материала давайте напишем физический диктант.

Вопросов немного, но каждый из них имеет свою изюминку, будьте повнимательнее

(вопросы озвучиваются компьютером)

а) как изменилось бы давление в сосуде с газом. Если бы внезапно исчезли бы силы

взаимного притяжения между его молекулами?

б) на сколько увеличится энергия поступательного движения молекул газа при его

нагревании от 0 до 100⁰С?

в) при переходе определенной массы газа из одного состояния в другое его давление

уменьшается. А температура увеличивается. Как меняется его объём?

г) как изменяется давление при изотермическом сжатии газа?

д) вечный двигатель невозможен. Следствием какого закона является данное

утверждение?

е) запишите зависимость давления идеального газа от числа молекул данного вещества?

ё) из уравнения Менделеева - Клапейрона выразите плотность вещества?

6. На столах у вас тестовые задания на газовые законы.

Время выполнения заданий 5-6 мин.

Тестовые задания.

1. на рис. изображен график зависимости изменения объёма газа от температуры. Какой процесс изменения состояния изображен?

V,м³

1. изотермическое сжатие

2. изобарное нагревание

3. изобарное охлаждение

4. изохорное охлаждение

О T,К

2. на рис. Изображено изменение состояния газа. Чему равна работа, совершенная газом при переходе его из состояния 1 в состояние 2?

P,кПа

1. работа может принимать любое значение

2 2. 0

3. 4кДж

4. 6кДж

1

V,м³

3. При какой температуре молекулы могут покидать поверхность жидкости?

1. температуре кипения жидкости

2. только выше 100⁰С

3. только выше 0⁰С

4. при любой температуре

4. При изобарном процессе концентрация молекул газа увеличилась в 5 раз.

Изменилась ли при этом средняя кинетическая энергия молекул данной массы

газа?

1. не изменилась

2. уменьшилась в 5 раз

3. увеличилась в 5 раз

4. увеличилась в 25 раз

7. «Противоречие между обратимыми и необратимыми процессами оказывается гораздо более глубокими. Чем между механическими и электрическими. Такое различие может быть принято с большим правом, чем всякое другое за основу подразделения всех физических явлений. А в физическом мировоззрении будущего должно сыграть самую важную роль» (М.Планк). Слова Планка относятся к основам термодинамики. Мы с вами прекрасно знаем, что в её основе лежат три закона. Давайте посмотрим видеосюжет, позволяющий объяснить невозможность создания «вечного двигателя»

8. Сейчас каждый из вас получит индивидуальное задание.

Прошу занять рабочие места и приступить к выполнению заданий

- карточки- задания (на местах)

- задания на компьютерах (с помощью ЭТ)

- задача у доски

Условие: постройте изобары для 2г. водорода при нормальном атмосферном давлении в координатных осях P,T; P,V; V,T.

9. Пока ученики готовятся к заданиям. Переходим к информационной минутке.

( Идея создания ЭТ возникла у студента Гарвардского университета (США). Excel занимает ведущее место на рынке табличных процессоров. Имеющиеся сегодня на рынке табличные процессоры, способны работать в широком круге экономических приложений и могут удовлетворить практически любого пользователя)

10. Подведение итогов урока

11. Сообщение домашнего задания

Время урока подходит к концу.

Сохранить файлы под соответствующим именем.

Задание на дом записано на доске.

Спасибо за урок, можете идти на перемену. Желающие поработать на компьютере могут остаться после уроков.

8