Поурочное тематическое планирование 'Элементы термодинамики' (8 класс)

УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ ПО ТЕМЕ: «ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРМОДИНАМИКИ»
( по программе курса физики для 8-го класса, авторы: В.Г.Разумовский, В.А.Орлов; учебник «ФИЗИКА 8» авторы: В.Г.Разумовский, В.А.Орлов, Ю.И.Дик; Г.Г. Никифоров. В.Ф.Шилов; издательство «ВЛАДОС»;2003г. ).

Цели изучения темы - выработка компетенций:

1) общеобразовательных

- освоение системы знаний о законе сохранения энергии и его применении;

- овладение умениями применять полученные знания для объяснения явлений природы и принципа действия тепловых машин;

- ознакомление с методами познания природы: наблюдение, описание и обобщение результатов наблюдений; использование простых измерительных приборов; сборка несложных экспериментальных установок; представление результатов экспериментов с помощью таблиц и графиков;

2) предметно- ориентированных

- развитие познавательных интересов, интеллектуальных итворческих способностей в процессе выполнения самостоятельных экспериментальных исследований и решения задач;

- воспитание убеждённости в познаваемости окружающего мира, уважения к учёным, внёсшим большой вклад в изучение тепловых процессов, открытие законов термодинамики и создание тепловых машин.

Поурочно - тематическое планирование.

№№

п/п

Тема урока

Исследования

Использование компьютерных материалов, опорный конспект учителя, презентации.

1

Внутренняя энергия. Изменение внутренней энергии при совершении работы.

3.1; 3.2

(с.89, 90)

Презентация учителя «Введение в термодинамику. Внутренняя энергия». Увеличение внутренней энергии при совершении работы (видео); уменьшение внутренней энергии при совершении работы (видео)

МР -/ (1), (2), (5)

2

Теплообмен. Количество теплоты. Изменение внутренней энергии при теплообмене. Тепловое равновесие.

Нагревание воды в стакане кипятильником и определение к-ва теплоты

3.3 (с.95 - 96)

Опорный конспект, составленный учителем

3

Виды теплообмена.

3.4; 3.5

(с.99; 102)

Видеофрагменты: «Передача тепла за счёт излучения»; «Демонстрация теплопроводности». Анимации: «Дневной и ночной бризы»; «Китайский гусь».

М/Р (4)

4

Температура и её измерение.

3.6; 3.7

(106 -110)

Презентация учителя «Температура и её измерение» -ртутный и электронный термометры (рисунок) , термометр спиртовой лабораторный (рисунок), шкала Цельсия и термодинамическая шкала (рисунок)

М/Р - (1), (3), (5)

5

Расчёт количества теплоты. Удельная тепло- ёмкость вещества.

3.9; 3.10

(с.115 - 116;

119 - 120)

Презентация учителя «Количество теплоты» - определение количества теплоты; нагревание тел разной массы; зависимость от разности температур; нагревание двух жидкостей разной теплоёмкости М/Р - (1)

Опыт Джоуля (анимация)

М/Р - (4)

6

Удельная теплота сгорания топлива.

7

Сохранение энергии при теплообмене.

3.11

(с. 124 -125)

8

Решение задач.

9

Первый закон термодинамики.

Демонстрация опыта (рис.3.35 по учебнику)

Интерактивный конспект

М/Р (1), (3), (5)

10

Тепловые двигатели.

Демонстрация опытов (рис.3.5;3.6 - по пособиюМОФ, рис.3.42 - по учебнику)

Внеклассное мероприятие - конференция: «Основные виды тепловых двигателей и принципы их действия».

Презентации учащихся:

- Технический прогресс в мире в ХIХ - ХХ вв.

- Принцип действия паровых и газовых турбин и их использование на электростанциях.

- Почему ДВС самый распространённый современный двигатель?

- Автомобиль - благо или экологическая беда?

- Что потребовало развитие авиации и космонавтики?

11

КПД тепловых двигателей. Второй закон термодинамики.

Презентация учителя

М/Р (5), (4), (1)

Презентации учащихся:

- Из истории тепловых двигателей

- Автомобиль: благо или вред?

12

Контрольная работа по теме «Элементы термодинамики».

Медиаресурсы.

1. Библиотека электронных наглядных пособий «ФИЗИКА» - Кирилл и Мефодий, 2003.

2. Учебно-электронное издание «ФИЗИКА.7 - 11классы - Компания «Физикон». www. physikon. ru.

3. Интерактивный курс физики 7 -11. - ООО «Физикон», 2004- MSC Software Co, 2002 (русская версия «Живая физика» ИНТ, 2003. - www. physikon. ru.

4. Библиотека наглядных пособий: ФИЗИКА 7 - 711классы. На платформе «1С: Образование. 3.0» под ред. Н.К.Ханнанова- Дрофа- формоза .

5. «Открытая физика» версия 2.5, ООО «Физикон» 2002.

Урок 2.

Тема «ТЕПЛООБМЕН. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ. ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ТЕПЛООБМЕНЕ. ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ».

Цель урока - освоение системы знаний о теплообмене, тепловом равновесии и практическом их применении, овладение умениями экспериментального исследования; показать школьникам , что в системе из нескольких тел процесс теплообмена приводит к тепловому равновесию.

Ход урока.

1.Мотивация учения, сообщение темы и цели урока .

Учитель:

- Какие явления изучает термодинамика и какими понятиями и величинами она пользуется? (Наука о тепловых процессах; внутренняя энергия, теплообмен, количество теплоты, теплоёмкость, количество теплоты, тепловое равновесие)

-Важнейшими понятиями термодинамики являются, как вы сказали, «Теплообмен», «Количество теплоты», «Тепловое равновесие», поэтому перед нами сегодня стоит цель: освоить систему знаний о теплообмене, тепловом равновесии и практическом их применении; и как всегда, продолжим овладевать умениями экспериментального исследования, результаты которого надо представить в виде таблицы и графика . Тема нашего урока : «Некоторые понятия и закономерности термодинамики». (Тема и цель появляются на экране через диапроектор).

2.Актуализация опорных знаний.

- Что называется внутренней энергией? (Энергия движения и взаимодействия всех частиц, из которых состоят тела).

- Приведите примеры превращения механической энергии во внутреннюю. (Движение с трением, неупругий удар).

- Каким образом можно изменить внутреннюю энергию тела или системы тел (по исследованиям, проведённым на прошлом уроке)? (При совершении работы силой трения; при совершении работы по выталкиванию пробки воздухом, нагнетаемым в сосуд .)

3.Изучение нового материала.

а) Беседа - первичное восприятие новых понятий.

- Что произойдёт с температурой и внутренней энергией нагретого чайника, поставленного на стол, через некоторое время? (Чайник охладится, его внутренняя энергия уменьшится.)

- Куда делась часть внутренней энергии чайника? (Она перешла к другим телам.)

Введение понятий: «Теплообмен», «Количество теплоты», «Необратимость теплообмена».

- Если в стакан с горячим чаем опустить холодную ложку, то что будет происходить с их температурой? (Стакан с чаем будет остывать, а ложка нагреваться.)

-До каких пор будет происходить теплообмен? (Пока температура чая и ложки не станет одинаковой.)

б) Рассказ по опорному конспекту (поэтапно появляется на экране через диапроектор) - вторичное восприятие и осмысление нового материала.

в) Экспериментальное решение задачи: как изменится внутренняя энергия кипятильника при прохождении тока и какое количество теплоты выделится в результате теплообмена, если вскипятить стакан воды?

в) Исследование 3.3. Наблюдение процесса установления теплового процесса. (стр.95 учебника).

- При каких условиях может происходить теплообмен и к чему он приводит? (При разных температурах тел в системе, приводит к выравниванию температур т.е. тепловому равновесию.)

- Какой эксперимент даст возможность наблюдать установление теплового равновесия между телами? (Обсуждение вариантов, предложенных учащимися, подводит к формулировке исследования 3.3.)

Выполнение исследования и краткое оформление отчёта.

Обсуждение итогов эксперимента:

- В каком случае наблюдается тепловое равновесие ?

- Наступило ли тепловое равновесие между водой в пакетике и в сосуде в вашем опыте?

4.Домашнее задание:

параграф 3.2. Вопросы для самопроверки. Упражнения 1, 2, 4, на стр. 97.

5.Итог урока.

- С какими новыми понятиями мы познакомились и каков их физический смысл?

- Какими навыками экспериментального исследования вы овладели на уроке и к какому выводу пришли в результате этого эксперимента?

Урок 5.

Тема. «РАСЧЁТ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ. УДЕЛЬНАЯ

ТЕПЛОЁМКОСТЬ ВЕЩЕСТВА.»

Цель урока. Освоение закона сохранения энергии в тепловых процессах и развитие познавательных интересов, интеллектуальных, творческих способностей в процессе выполнения самостоятельных экспериментальных исследований и решения задач с использованием компьютерной поддержки урока.

Ход урока.

1.Мотивация учения, сообщение темы и цели урока.

Учитель:

- Сформулируйте закон сохранения энергии в механических процессах ( Сумма кинетической и потенциальной стечением времени не изменяется. )

- Приведите пример (Движение тела, брошенного вертикально вверх, или свободное падение под действием силы тяжести.)

- Как применить закон сохранения энергии в тепловых процессах? - чтобы ответить на этот вопрос, нам предстоит изучить тему «Сохранение энергии при теплообмене.» Цель нашего урока - сформулировать в процессе анализа известных из повседневных наблюдений явлений закон сохранения энергии при теплообмене ; познакомиться с новой физической величиной - удельной теплоёмкости вещества.

2.Актуализация опорных знаний.

-В чём состоит закон сохранения механической энергии?

- Куда «исчезает» механическая энергия при движении с трением? ( Превращается во внутреннюю. )

- Чем является в данном случае работа силы трения? (Мерой превращения энергии )

3.Изучение нового материала.

а) Эвристическая беседа:

- Как применить закон сохранения энергии к теплообмену?

-Для этого давайте рассмотрим движение тела в замкнутой и теплоизолированной

системе, придумайте сами такой пример. (Такой системой может быть калориметр или термос, подходящим примером является падение шарика в вязкой жидкости внутри термоса.)

- Какой энергией будет обладать шарик в самой верхней точке? (Потенциальной )

- Какие превращения энергии будут происходить при падении шарика? (Потенциальная в кинетическую, кинетическая во внутреннюю.)

- Какой энергией обладает шарик в любой точке траектории? (Потенциальной, кинетической и внутренней. )

- Как сформулировать закон сохранения энергии при теплообмене?(Сумма потенциальной, кинетической и внутренней энергий замкнутой и теплоизолированной системы тел не меняется.)

б)Презентация учителя: изучение понятия удельной теплоёмкости.

- Слайды (1, 2, 3)

- Демонстрация опыта с целью исследования зависимости количества теплоты от рода вещества (исследование 3.9).

- Слайды (4, 5)

в)беседа

- От чего зависит количество теплоты, необходимое для нагревания тела? (Количество теплоты пропорционально массе тела и изменению температуры)

- Какова формула для расчёта количества теплоты? (Q=cm(t₂ - t₁))

- Как называется коэффициент пропорциональности в этой формуле и каков его физический смысл? (Удельная теплоёмкость - это величина, равная отношению количества теплоты переданного телу, к произведению массы тела на изменение его температуры.)

-Что характеризует таблица удельных теплоёмкостей (табл. 3.2учебника)?

- В чём преимущества и недостатки железной и кирпичной печей?

г) Объяснение понятия теплоизолированной системы (знакомство с устройством калориметра)

д) Анимация «Опыт Джоуля».

- Что показали опыты Джоуля? (Количество теплоты как, как и работа, является мерой изменения внутренней энергии. Внутренняя энергия прибора возрастала ровно на столько, на сколько убывала механическая (потенциальная) энергия падающего тела. )

- Какой вывод можно сделать из опытов Джоуля? (Дали возможность убедиться в том, что закон сохранения энергии выполняется не только в механических процессах, но и в тепловых?)

4.Осознание и осмысление полученных знаний.

а) В ходе экспериментального исследования учащиеся проверяют выполнение закона сохранения энергии (исследование 3.10)

б) Решение задачи: сколько потребуется времени для того, чтобы при помощи кипятильника мощностью 500 Вт нагреть воду массой 0,2 кг на 10⁰С?

в) Решение задачи 4 из упражнения к параграфу 3.5

5)Домашнее задание:

Параграф 3.5. Вопросы для самопроверки. Упражнения к параграфу 3.5

Урок11

Тема. «КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ(КПД) ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ».

Цель урока. Освоение понятия КПД теплового двигателя и системы знаний о втором законе термодинамики.

План урока.

1.Актулизация опорных знаний.

Обсуждение вопроса о том, чем отличается КПД тепловой машины от КПД простого механизма.

2.Сообщение темы и цели урока.(слайд - 1 )

3.Постановка проблемы: (слайд - 2 )

4.Изучение нового материала.(Презентация учителя)

- Определение КПД теплового двигателя (слайд -3 ).

- Рассказ об историческом открытии Карно и выяснение неизбежности ограничения КПД тепловых двигателей (слайд -4).

- Разъяснения второго закона термодинамики (слайд - 5)

- Рассмотрение обратимых и необратимых процессов (слайд - 6 )

- Необратимость тепловых процессов (слайд - 7 )

5. Осмысление и осознание полученных знаний. Беседа.

- Если в природе действует закон сохранения энергии, то почему человечество борется за сохранение ископаемого топлива?

- Почему повышение КПД тепловых двигателей способствует сбережению топлива и окружающей среды от загрязнений?

- В чём преимущество возобновляемых источников энергии (ветер, реки, приливы и отливы морей и океанов, солнечное излучение) по сравнению с тепловыми двигателями, работающими за сёт внутренней энергии топлива.

6.Домашнее задание: параграф 3.10.

7.Презентации учащихся:

- Из истории тепловых двигателей

- Автомобиль: благо или вред?

Краткий самоанализ эффективности и результатов.

В физкабинете имеется один компьютер, интерактивная доска, мультипроектор - всё это получено по программе: приоритетные национальные проекты «Образование» в сентябре 2008г. Это первая моя работа по созданию учебного проекта по целой теме курса физики с компьютерной поддержкой, в которой я использовала показ видео- и анимационных фрагментов, презентаций своих и учащихся.

Использование медиарессурсов содействовали созданию активной познавательной среды, необходимой для диалога с учащимися на уроке. На уроках всё-таки главным был эксперимент, а компьютерные материалы сочетались с различными средствами обучения . Из12уроков этой темы - на 8-ми проводятся исследования, на 7-ми - используются компьютерные материалы. Только на одном уроке «КПД тепловых двигателей .Второй закон термодинамики» изучение нового материала проходило на основе презентации учителя, которая помогла учащимся в восприятии новой темы, а учителю в разъяснении смысла второго закона термодинамики.

Учитель физики Воронова В.Я.

Директор школы Молодых В.Н.