«Урок «Первый закон термодинамики и его применение к различным изопроцессам»


Тема: « Первый закон термодинамики и его применение к различным изопроцессам».
Урок усвоения новых знаний.
Цели урока:
Образовательная:
Добиться усвоения учащимися закона сохранения и превращения энергии для тепловых процессов – первого закона термодинамики и его применения к изопроцессам в газах.
Развивающая:
Развивать умения сравнивать, анализировать, обобщать, систематизировать учебный материал, делать вывод. Развивать у учащихся логическое мышление, сообразительность и вычислительные навыки при решении задач.
Воспитательная: повысить интерес к физике, воспитывать мировоззрение и единую физическую картину мира; расширить политехнический кругозор учащихся.
Оборудование: проектор, компьютер, презентация, калькулятор
Ход урока.
Оргмомент.
Мотивационно-целевой этап.
Из истории:
Ребята, какие мысли приходят к вам при слове «Гроза»? А это одноименная драма Островского, в которой один из главных героев, наверное, очень умный человек, занимался созданием перпетуум мобиля. Что это такое? Совершенно верно, это вечные двигатели - воображаемое устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Некоторые из проектов были довольно-таки остроумны. Слайд 1
Возможно ли создание вечного двигателя? А почему? Можете ли вы аргументировано объяснить? Не хватает знаний, познания.
А сколько путей, по-вашему, ведут к знанию? Древний мыслитель и философ Китая Конфуций утверждал, что три. Слайд 2
Три пути ведут к познанию:
Путь размышления – это путь самый благородный,
Путь подражания – это путь самый легкий,
И путь опыта – это путь самый горький.
Сегодня на уроке нам предстоит пройти все эти пути и согласится, а может быть засомневаться в истинности этого утверждения.
Ориентировочный этап.
Итак, попытаемся доказать невозможность создания вечного двигателя. Конкретно, используя законы физики.
Какие ключевые понятия мы должны при этом использовать?
Двигатель совершает работу – работа
За счет чего? – за счет энергии, количества теплоты.
Что происходит с термодинамической системой, если ей передают некоторое количество теплоты? Она может изменить свою внутреннюю энергию.
Итак, мы определили ключевые понятия, которые нужны сегодня на уроке.
Давайте мы их повторим, а затем попытаемся выяснить, почему невозможно создать вечный двигатель.
4.Поисково - исследовательский этап. Слайд №3
От каких физических величин зависит внутренняя энергия тела?
Чему равна внутренняя энергия идеального одноатомного газа?
Назовите два способа изменения внутренней энергии?
Как рассчитать работу газа?
Что называют количеством теплоты?
От чего зависит удельная теплоемкость вещества?
Небольшой мысленный эксперимент Слайд №4
Приведите примеры экспериментов по изменению внутренней энергии тела
Ответьте на вопросы:
Как изменялась внутренняя энергия воды во время опыта?
Каким способом вы изменяли внутреннюю энергию воды в опыте?
Зачем пробирку с водой необходимо было заворачивать в бумагу во время опыта?
Что можно сказать о зависимости изменения внутренней энергии тела от совершенной работы?
- Как можно было еще изменить внутреннюю энергию воды, не совершая работы? Невозможность создания вечного двигателя.
5. Изучение новой темы.
Закон сохранения энергии, распространенный на тепловые явления называется первым законом термодинамики. Слайд №5
Первый закон термодинамики был открыт в середине 19 века немецким учёным врачом Майером (1814-1878), английским учёным Д.Джоулем(1818 – 1889) и получил наиболее точную формулировку в трудах немецкого учёного Г Гельмгольца (1821-1894).
Поразительная особенность: в этой группе ученых двое врачей, Майер и Гельмгольлц.
Один, задумался о природе теплоты, когда наблюдал в тропиках цвет крови людей, другой, изучая физические основы зрения и слуха человека. Именно ему принадлежит честь, опираясь на выводы Майера и Джоуля, облечь в конечную форму закон сохранения и превращения энергии.
На основе физических знаний, полученных на предыдущих уроках, объясните причину кипения воды.
Какими способами можно изменить внутреннюю энергию газа?
Совершение работы
В этом случае объем газа должен изменяться (при расширении газ совершает работу над окружающими телами, например, отодвигая поршень; при сжатии окружающие тела совершают работу над газом);
Передача теплоты Q
От газа к окружающим телам или, наоборот, от окружающих тел к газу.
Первый закон термодинамики: Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты переданного системе:
ΔU=Q+A.
(Падает, например, молот на кусок свинца и свинец нагревается – потенциальная энергия молота переходит в кинетическую, затем механическая энергия превратилась во внутреннюю энергия тела)
Применение первого закона термодинамики к изопроцессам Слайд 6 (анализ). Затем на доске:
Название процессов в термодинамике
Изохорный процесс Изотермический процесс Изобарный процесс Адиабатный процесс
Не изменяемый параметр процесса V = const
A = 0 T = const
∆U = 0 P = const
Q = const
Уравнение процесса ∆U = Q Q = A/
A/ > 0 ∆U = Q + A ∆U = A
График процесса
Примеры в природе и технике Теплообмен в природе При нагревании газа он расширяется Двигатель внутреннего сгорания Двигатель Дизеля, образование облаков в атмосфере
Практический этап
Первичное закрепление знаний. Слайд 7-8
Выполнение тестовой работы:
Как называется процесс, для которого первый закон термодинамики имеет вид: ?Изотермический.
Изобарный.
Изохорный.
В каком случае при передаче газу тепла его температура может не измениться?
Если над газом совершают работу.
Если газ совершает работу.
При передаче газу тепла он всегда нагревается.
При сжатии газа.
Такое невозможно
Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж, и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Работа, совершенная газом, равна
400 Дж
- 400 Дж
200 Дж
- 200 Дж
При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам 800 Дж теплоты. Какую работу совершил газ?
1600 Дж
0 Дж
– 800 Дж
800 Дж
При изохорном нагревании газу было передано от нагревателя 250 Дж теплоты. Какую работу совершил газ?

– 250 Дж
250 Дж
500 Дж
0 Дж
Ответы слайд 9
Рефлексивно-оценочный этап
Слайд 10
В природе непрерывно и многообразно совершается обмен энергией между отдельными телами и их система. Общие законы этого обмена определяют законы термодинамики. Сегодня вы познакомились с первым законом, пройдя определенный пути познания.
Вернемся к высказыванию Конфуция. Согласны ли вы с древним философом? Какой путь для Вас был самым легким, самым трудным? Есть ли другие мнения, реплики, мысли…
Обоснуйте важность понимания первого закона термодинамики.
Итак, наш урок подходит к концу. И я вас прошу на рабочих листах выставить себе две оценки по 5 –бальной шкале – первая – насколько понятен материал урока; насколько активными вы были на уроке.
Фамилия, имя
Этап урока Количество баллов
Знаю, понимаю Собственная работа
Повторение.
Мысленный эксперимент Изучение новой темы
Решение задач Тест Общая оценка за урок 1.Как я усвоил материал? - Получил прочные знания, усвоил весь материал -5 баллов. - Усвоил новый материал частично - 4 балла. - Мало, что понял, необходимо еще поработать - 3 балла. 2.Как я работал? Где допустил ошибки? Удовлетворен ли своей работой? - Со всеми заданиями справился сам, удовлетворен своей работой – 5баллов. - Допустил ошибки – 4 балла. - Не справился 3 баллов. Сформулируйте ваше мнение об уроке, ваши пожелания.
Слайд 11
Домашнее задание: параграф 78 и 79, упр 15 (1 и 2).
Вопрос: что общего между работой дизельного двигателя и образованием облаков?
Подготовить сообщения

Приложенные файлы


Добавить комментарий