Термодинамиканың 1 заңын изопроцестерге қолдану

Жобалық жұмыс «МДШО бар №9 орта мектеп»КММ Физика пәні мұғалімі Нурлыбаева М. Ш. Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Сабақтың тақырыбы: Термодинамиканың І-заңын изопроцестерде қолдану.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Болашақ ұрпаққа «Термодинамиканың І заңын изпроцестерде қолдану» тақырыбын тереңінен түсіндіру еліміздің ғылым мен техниканың дамуы үшін үлкен маңызға ие. Термодинамиканың статикалық механикадан бұрын, яғни заттың молекулалық құрылымы жайлы көзқарас толық қалыптаспаған кезде пайда болды. Изопроцестер - табиғат пен техникадағы ең көп тараған құбылыс. Термодинамика денелер энергиясының бір-біріне жылу мен жұмыс түрінде өзгеруін, айналуын зерттейді. Қоршаған ортадағы энергияның осылай алмасуы термодинамикада сандық сипаттама ретінде қарастырылады. Жылу, электрон, атом, молекула сияқты бөлшектердің ретсіз қозғалысын, яғни олардың кинетикалық энергиясының жылу түріндегі энергиямен алмасуын, ал жұмыс — сол бөлшектердің реттелген қозғалысын кинетикалық энергия түрінде сипаттайды. Термодинамика негізінен термодинамиканың бірінші және екінші заңдары деп аталатын екі заңдылыққа сүйенеді. Олардың екеуі де өмірдегі, өндірістегі тәжірибелерді жинақтап, қорытып, тұжырымдаудан пайда болған.

Бұл жобаны жасаудағы мақсатымыз орта білім беретін мектепте оқушылардың «Молекулалық физика және термодинамика» бөліміндегі «Термодинамиканың бірінші заңын изопроцестерде қолдану» тақырыбы бойынша оқушылардың түрлі изопроцестерді меңгеруіне ықпал ету, электрондық оқулықты тиімді пайдалануға үйрету, техникалық есептеулерді дұрыс жүргізе білуге және теориялық білімін іс - жүзінде пайдалана білуге баулу. Жұмыстың мақсатына сәйкес төмендегідей міндеттер таңдап алынды: 1. Тақырып бойынша оқушылардың біліміне қойылатын талаптарды анықтау. 2. Оқушылардың есеп шығаруға дайындық жүйесін жасау. 3. Бөлім бойынша есептер шығарудың алгоритмін жасау. 4. Тақырып бойынша жасалған жүйені тәжірибелік эксперименттік тұрғыда сынау.

Сабактын максаты: Білімділік. Үш параметрдің (Р, V, Т) біреуі тұрақты болып, қалған екі параметрінің арасындағы байланысты анықтайтын заңдарды тұжырымдау. Изопроцестер туралы мағлұмат беру. Дамытушылық. Изопроцестердің өзара байланысын түсіне білуге, формулаларды қолдана отырып есеп шығара білуге үйрету, ойлау қабілетін дамыту. Тәрбиелілік. Пәнаралық байланысты арттыра отырып, теориялық білімін практика жүзінде қолдана білуге, өз бетінше ізденуге, зерттеуге тәрбиелеу.

Педагогикалық технология: Деңгейлеп-саралап оқыту технологиясы Кұрал-жабдықтар, кернекіліктер: ЭО, дидактикалық материалдар.

Әдісі: АКТ әдістері арқылы зерттеу, салыстыру, талдау, графикпен жұмыс изопроцестерге қолдану

Ұйымдастыру бөлімі: Сабаққа Бәрі Сабаққа қызығамын бір қызықпайын

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру І Ой қозғау . Физикалық диктант. Түйінді сөздер: Изотермиялық, Изохоралық, Адиабаталық, Шарль, Гей – Люссак, Менделеев- Клайперон, Бойль - Мариотт, 1822 ж, 1802 ж , 1800 ж , 11832ж, P, V, Т 1. Көлем тұрақты болған жағдайда процесс ……………………………аталады? 2. Гей - Люссак …………жылы газ заңын тағайындады және процесс ………..аталады? 3. Берілген газдың массасы үшін бір параметр өзгермейтін процесс …….аталады? 4. Р1/Т1= Р2/Т2 теңдеуін тағайындаған ……………………………… 5. Макродененің күйін сипаттайтын параметрлер: …………………………………

«Көпір» тапсырмалары Оқушылар төрт топқа бөлінеді. Топ әр түрлі білім деңгейі бойынша бөлінеді. Оқушылар электрондық оқулықты ашып, қосымша виртуалды зертханалық жұмыстарын жасайды. Нәтижесін шығарады. ІІ. Мағынаны тану

Изохоралық процесс Изохоралық процесс кезiнде газдың көлемі тұрақты және iшкi энергиясының өзгерiсi оған берiлген жылу мөлшерiне тең. Газдың белгiлi бiр тұрақты көлемінде, жылу алған кездегi және жылу берген кездегi газдың жасаған жұмысы қандай болатындығын бақылаңыздар

Нәтиже Изохоралық процесс. Бұл процесте газ көлемi өзгермейдi: V = const. Газдың iшкi энергиясының өзгерiсi оған берiлген жылу мөлшерiне тең: ΔU = Q. Егер газ қыздырылса , онда Q >, 0 және ΔU >, 0 – iшкi энергия ұлғаяды. Газды суытқан кезде: Q <, 0 және ΔU <, 0, оның ішкі энергиясы азаяды.

Изотермалық процесс Изотермалық процесс кезiнде газдың температурасы тұрақты және iшкi энергиясы өзгермейдi. Газға берiлген барлық жылу мөлшерi пайдалы жұмыс жасауға жұмсалады. Газдың белгiлi бiр тұрақты температурасында, жылу алған кездегi және жылу берген кездегi газдың жасаған жұмысы қандай болатындығын бақылаңыздар

Нәтиже Изотермалық процесс. Изотермалық процесс кезiнде газдың температурасы тұрақты болады (Т = const) және оның iшкi энергиясы өзгермейдi. Газға берiлген барлық жылу мөлшерi пайдалы жұмыс атқаруға жұмсалады: Q = А′. Газ белгiлi жылу мөлшерiн (Q >, 0) алған кезде, ол оң жұмыс атқарады (А′ >, 0). Керiсiнше, егер газ қоршаған ортаға жылу берсе, онда оның атқарған жұмысы теріс болып саналады.

Изобаралық процесс Изобаралық процесс кезiнде газға берiлетiн жылу мөлшерi, онымен бiрге оның iшкi энергиясының өзгеруiне және қысым тұрақты болған кезде жасалынатын жұмысқа шығындалады. Белгiлi бiр тұрақты қысымды алып, газды қыздыра және суыта отырып, газдың iшкi энергиясы мен олардың жасаған жұмыстары қалай өзгеретiндiгiн бақылаңыздар

Нәтиже Изобаралық процесс. Изобаралық процесс кезiндегi газға берiлген жылу мөлшерi оның iшкi энергиясының бiрге өзгеруiне және қысым тұрақты болған кездей P = const жұмысты атқаруға шығындалады.

Адиабаталық процесс Адиабаталық процесс кезiнде жылу алмасу болмайды. Сонда жүйенiң iшкi энергиясы тек қана онымен жасалған жұмыстың есебiнен өзгередi. Адиабаталық процесс жүретiндей етiп, белгiлi бiр тұрақты температураны алыңыздар да, жұмыс жасалуына қарай газдың iшкi энергиясының қалай өзгеретiндiгiн бақылаңыздар

Нәтиже Адиабаталық процесс. Қоршаған ортамен жылу алмасуы болмайтын жағдайда өтетiн жүйедегi изопроцесс адиабаталық процесс деп аталады. Адиабаталық процесс кезінде Q = 0 және жүйенiң iшкi энергиясының өзгеруi жұмыс атқару арқылы ғана жүредi: ΔU= А. ΔU= А теңдiгi белгiлi қорытынды жасауға мүмкiндiк бередi. Егер жүйеде оң жұмыс жасалса, мысалы газ сығылатын болса, онда оның iшкi энергиясы ұлғаяды және температурасы өседi. Керiсiнше , газ ұлғайған кезде, ол өзi оң жұмыс атқарады (Аұ >, 0). Оның iшкi энергиясы азаяды да, газ суиды.

Қорытынды Газдың берілген массасы үшін: Т=const P1V1= P2V2 (Бойль – Мариотт заңы) Изотермиялық процесс Газдың берілген массасы үшін: P=const V1/Т1= V2/Т2 (Гей – Люссак заңы) Изобаралық процесс Газдың берілген массасы үшін: V=const Р1/Т1= Р2/Т2 (Шарль заңы) Изохоралық процесс

Мақсат қою • Оқушылардың түрлі изопроцестерді меңгеруі, • Электрондық оқулықты тиімді пайдалануы, • Техникалық есептеулерді дұрыс жүргізе білу, • Теориялық білімін іс - жүзінде пайдалана білу.

Өмірде кездесеміз Егер цилиндр түбiне эфирге батырылған мақтаны салып, дереу поршендi қозғалтсақ, онда мақтадағы эфир буы жалындайды. Бұл эффект Дизель двигателiнiң жұмыс iстеу принципiнiң негiзiне алынған. Бұл жерде цилиндрге жанармай қоспасы емес, кәдiмгi атмосфералық ауа сорылады. Сығылу тактының соңында арнайы форсунка арқылы сұйық отын - солярка шашыратылады. Осы сәтте сығылған ауа температурасының жоғарлағаны сондай, тiптен жанармай тұтанады.

Өмірде кездесеміз Күн көзiнiң әсерiнен жылыған ауа, жоғары көтерiледi де, биiктiкке көтерiлген сайын қысымның азаюына байланысты тез арада ұлғайып-таралады. Бұл ауаның ұлғайып-таралуы оның салқындауына әкелiп соғады. Осының нәтижесiнде су булары конденсацияланады да, бұлттар пайда болады

V. Жаңа сабақ

Білімін бекіту

5-есеп. Көлемі тұрақты баллондағы газдың температурасы 7С, ал қысымы 0,15 МПа . Осы баллонды қыздырып, температурасын 100С-қа жеткізгенде, қысымы 0,20 МПа-ға жетті. Қысымның термиялық коэффициентін табыңдар. Шешуі: Бұл изохоралық процесс. Шарль заңы бойынша P1=P0(1+ γ t1)                        P1=P0(1+γt2) Мұндағы P0- 0 С-тағы газ қысымы. Осы екі теңдеуден:  6-есеп.  Көмірқышқыл газы айдамаланатын түтіктегі қысым 392 кПа, ал температура 280К.Осы түтіктен 10 минут  ішінде 20 кг ағып өтетін болса, газдың түтіктегі орташа жылдамдығы неге тең? Түтіктің көлденең қимасын 5 см2 деп алындар. Шешуі: Бұл  есепке Менделеев- Клапейрон теңдеуін пайдаланамыз:   Көмір қышқыл газының (С02) молярлық массасы М= 4,4 – 10~2 кг/моль деп аламыз. Газдың көлемі V= SI, ал l = <,v>,t екенін ескерсек: V=S<,v>,t, осыны (1) формулаға апарып қоямыз:  ,осыдан v=

VII. Қорыту Оқушыларға тақырып бойынша сөзжұмбақ жасау, физикалық диктант, шарада жасау тапсырылады. Оны шешу арқылы қорытынды жүргізіледі.

Изопроцесс Тұрақтымассада Заңныңматематикалықжазбасы Изопроцессграфикері Термодинамика Ізаңы ∆U = A + Q или Q = ∆U + A′ Изо- термиялық Т =const T-const, ∆T=0,яғни∆U=0,онда Q = A′ Изобаралық p=const Температуражоғарылайды∆T>,0,ішкіэнергияөседі∆U>,0 Q = ∆U + A′ Изохоралық V =const ГаздықыздырадыQ>,0,ішкіэнергия өседі∆U>,0, но ∆V=0(көлемтұрақтаяғниА=0∆U =Q

Мен не білдім? Мен нені үйрендім? Мен неге көңіл бөлуім керек?

VIІI. Бағалау. Әр оқушының бағалау парағында алған ұпай санына қарай жүреді. Үй тапсырмасы. Тақырып бойынша конспект жасау. Есептер жасау, шығарылу жолдарымен. ҰБТ есептерінен тақырыпқа сай есептерді талдау, §5.7-5.8 11жатт.(10-14)

Физика жаратылыстану ғылымы, сондықтан ол физикалық құбылыстарды, денелердің физикалық қасиеттерін зерттейді. Осы физикалық білімдерді практикада, техникада қолдану мүмкіндіктерін қарастырады. Осы жоба молекулалық физика мен термодинамика негіздерінің бір саласындағы физикалық құбылыстар, газдардың физикалық қасиеттері және физикалық білімдердің практикада қолданылуы жөнінде қосымша мағлұматтар береді, физикалық заңдар мен теориялардың мәнін тереңірек түсінуге көмектеседі.

Қолданған әдебиеттер тізімі: 1. Ажетова Г. «Физикалық есептерді шығару дағдыларын қалыптастыру» Поиск.- №3.- 2004.-182-184 бет. Әбдуғапаров Қ. Физикалық есептерді шығаруға жалпы ескертулер. Физика-математика.-№4.-2003.-34 бет Жанабеков З.Ж., Ш.Б. Тынтаева, Х.Б.Жолдасова. Физиканы оқыту әдістемесі. –А., “Қазақ әдістемесі”. 2002ж. –119 бет. Ильясов Н. Оқушыларды физикалық есептерді шығаруға үйрету әдістемесі «Математика-физика» №2.-2004.- 15-18 бет Кенжебаев Т. «Физика есептерін шығаруда компьютерді пайдалану» «Математика-физика».- №4.- 2006ж.-11-14 бет Құдайқұлов М., Жаңабергенов Қ. Орта мектепте физиканы оқыту әдістемесі. Мұғалімдер мен студенттерге арналған құрал. –А., “Рауан”, 1998ж. –310 бетколе. –М., «Просвещение», 1987г. Рымкевич А.П. Физика есептерінің жинағы. –А., «Рауан», 1992ж. Физика есептерінің шешу маңызын арттыру жолдары «Математика -физика» №4.-2007.- 23 бет. Козел С.М. и др. Решения олимпиадных задач по физике. М.: Школа-Пресс 1999 Физика. Оқулық. Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Қойшыбаев 2010 Мектеп