- Учителю
- Методическая разработка урока по теме: Применение 1 начала термодинамики к изопроцессам в газах
Методическая разработка урока по теме: Применение 1 начала термодинамики к изопроцессам в газах
Автор: Болотская Ирина Александровна преподаватель физики Красноярского промышленного колледжа Г. Железногорск
Тема урока: «Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газах»
Тип урока: комбинированный
Вид урока: урок получения и интегрирования новых знаний
Цели урока: Обобщить и углубить знания о законе сохранения энергии. Рассмотреть и сформулировать 1 закон термодинамики, выяснить его физический смысл; дать понятие об адиабатном процессе, показать применение 1 закона термодинамики к изопроцессам, показать единство закона сохранения энергии для различных явлений в природе.
Задачи:
Обучающие:
-
ознакомление с основами физической науки, её основными понятиями, законами и теориями;
-
ознакомление с основными методами естественно - научного исследования;
-
создание теоретической базы для последующего изучения общетехнических и специальных предметов учебного плана колледжа.
Развивающие:
-
развитие логического мышления учащихся, умение пользоваться индукцией, дедукцией и умозаключениями по аналогии;
-
формирование понимания структуры физической науки, т.е. какие умозаключения следуют из эксперимента и тем самым являются опытными фактами, какие положения являются теоретическими положениями (постулатами), какие положения являются следствием теории.
Воспитательные:
-
вооружение учащихся правильным методологическим подходом к познавательной и практической деятельности;
-
воспитание трудолюбия, инициативности и настойчивости в преодолении трудностей.
Оборудование: ПК учителя, мультимедийный проектор, презентация
Время: 90 минХод урока
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
-
Организационный этап
Учитель высказывает добрые пожелания учащимся, предлагает пожелать друг другу удачи, подумать, что пригодится для успешной работы на уроке.
Учащиеся высказываются (2 мин)
-
Актуализазия знаний учащихся
Фронтальная беседа о внутренней энергии:
-
Какими способами можно изменить внутреннюю энергию системы?
-
Как находится работа газа и работа внутренних сил над газом при постоянном давлении?
-
Мука из-под жерновов выходит горячей. Хлеб из печи вынимают также горячим. Чем вызывается в каждом из этих случаев увеличение внутренней энергии муки и хлеба?
-
В медицинской практике часто используются согревающие компрессы, грелки, а также массаж. Какие способы изменения внутренней энергии при этом используются?
Физический диктант «Напиши формулы» (слайд):
Устные ответы учащихся (5мин):
-
За счет совершения работы, либо за счет теплообмена с окружающими телами;
-
А г = -А внеш = р ΔV;
-
Муки - совершением работы, хлеба - за счет теплообмена;
-
Теплообмен и совершение работы
Работа по вариантам
1 вариант
-
Закон Гей - Люссака.
-
Закон Бойля - Мариотта.
-
Закон Клайперона.
-
Работа в термодинамики.
-
Количество теплоты на плавление.
-
Количество теплоты на сгорание топлива.
2 вариант
-
Закон Шарля.
-
Внутренняя энергия.
-
Количество теплоты на нагревание.
-
Количество теплоты на парообразование.
-
КПД тепловой машины.
(10 мин)
-
Подготовка к изучению нового материала
Беседа с демонстрацией опытов:
-
Одним из основных законов природы является закон сохранения энергии. Как его сформулировать?
-
Открыт этот закон был независимо и почти в одно и тоже время учёными - Г.Гельмгольцем, Р. Майером и Дж. Джоулем. Он связывает все явления природы воедино и распространяется, в частности на тепловые явления. При изменении температуры механическая энергия не меняется. А что происходит с внутренней?
Демонстрация опыта: На спиртовке нагревается вода в пробирке, температура воды измеряется по показаниям термометра.
-
Что называется внутренней энергией?
-
Может ли меняться внутренняя энергия?
-
Что произошло с внутренней энергией воды?
-
Каким способом изменилась внутренняя энергия?
-
Как узнать об изменении внутренней энергии тела?
Устные ответы учащихся (10 мин):
-
Энергия ниоткуда не берётся и бесследно не исчезает, она переходит из одного вида в другой, от одного тела к другому.
Учащиеся в результате беседы приходят к выводу:
-
Внутренняя энергия может меняться при изменении агрегатного состояния вещества и при изменении температуры. Об изменении внутренней энергии можно судить по показаниям термометра.
-
Физ. минутка
Переключение деятельности (3 мин)
-
Изучение нового материала
Фронтальный эксперимент.
Цель работы: определить, как меняется внутренняя энергия тела при совершении работы
Приборы и материалы: алюминиевая проволока, термометр.
Задание: сгибать и разгибать проволоку 15 - 20 раз; измерить температуру проволоки в месте сгиба; сделать вывод: каким способом изменилась внутренняя энергия?
Учащиеся выполняют работу, делают вывод:
Внутренняя энергия изменилась в результате совершения работы и теплопередачи (5 мин)
-
Изучение нового материала
Фронтальная беседа «Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам в газах»»:
Учитель: Пусть имеется термодинамическая система, которая может обмениваться энергией с окружающей средой. Этот обмен происходит при теплопередаче и при совершении работы самой системой или работы внешних сил над этой системой (слайд). Первый закон термодинамики является обобщением закона сохранения и превращения энергии на термодинамическую систему.
(слайд).
Из закона термодинамики вытекает невозможность создания вечного двигателя, который мог бы совершить работу без затраты энергии топлива. В законе речь идет об изменении внутренней энергии. Этот процесс характеризуют работой и количеством теплоты.
Учитель выступает в роли консультанта, организует работу учащихся, отвечает на вопросы.
Учащиеся слушают, записывают в тетради формулировку закона и формулу(10 мин).
Двое учащихся работают возле доски. Остальные в тетради.
U = 3/2RDT; A = - p(V2 - V1)
В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, А = 0. Следовательно Q = DU = U(T2 - T1). Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля). При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q 0). При охлаждении тепло отдается внешним телам (Q 0) (10 мин)
-
Перерыв на перемену
Отдых 5 мин
-
Исследовательская работа учащихся
Цель работы: Выяснить, какой вид будет иметь 1 закон термодинамики для изотермического и изобарного процесса
Работа в группах (10 мин).
Учащиеся делают вывод
-
Изучение нового материала
Учитель. Существует ещё один процесс - адиабатный. Этот процесс идет без теплопередачи. При быстром сжатии работа совершается над газом - внутренняя энергия и температура увеличивается (слайды). При быстром расширении газ совершает работу - внутренняя энергия и температура уменьшается (слайды). Адиабатный процесс происходит в двигателях Дизеля, компрессорах, ожижителях газов (слайд). В грандиозных масштабах этот процесс происходит в атмосфере Земли, в результате образуются облака и выпадают осадки (слайд). В адиабатном процессе Q = 0, поэтому 1 закон термодинамики принимает вид А = - D U, т.е. газ совершает работу за счет убыли своей внутренней энергии.
Учащиеся слушают объяснение, задают вопросы, работают с конспектом (10 мин)
-
Обобщение и систематизация знаний
Учитель организует работу учащихся, выступает в роли консультанта
С целью систематизации материала учащиеся заполняют таблицу 1 (Приложение) для изохорного охлаждения газа, изобарного, изотермического и адиабатного сжатий (17 мин).
-
Проверка усвоения знаний
Тестовый контроль (слайд)
Выполнение заданий теста (5 мин)
-
Подведение итогов и результатов урока
Учитель проводит разбор ошибок, предлагает сравнить ответы для оценки своих знаний
-
Рефлексия
Можно ли считать цель урока достигнутой? Учитель проводит рефлексию урока с помощью карточки
Учащиеся анализируют, какие задания вызвали у них трудности, заполняют таблицу 2 (Приложение) и ставят себе оценку.( 2 мин)
-
Самостоятельная внеаудиторная работа (Задание на дом)
Записывают Д/З ( 1 мин)
Приложение
Таблица 1
Таблица 2