Первый закон термодинамики и его применение к изопроцессам. Адиабатный процесс

Учебный элемент

Изучаемый материал
Задания учащимся

• кем и когда был открыт и сформулирован закон сохранения энергии для тепловых процессов;
• математическое выражение и формулировку первого закона термодинамики с учетом : а) способов изменения внутренней энергии тела (системы); б) изменения внутренней энергии системы и совершения системной работы;
• физический смысл первого закона термодинамики;
• адиабатный процесс;
• первый закон термодинамики для изохорного, изобарного, изотермического и адиабатного процессов.

Уметь:

• объяснять физический смысл первого закона термодинамики;
• применять закон: а) к объяснению изопроцессов; б) при решении задач;
• систематизировать полученные знания;
• работать на уроке самостоятельно с учебником, справочными материалами, объективно оценивать свои знания.

Входной контроль

Задание: Продолжите предложение.

1. Термодинамика – это…
2. Основатель термодинамики…
3. Внутренняя энергия тела - …
4. Число степеней свободы определяется…
5. Идеальный газ – это...
6. Внутренняя энергия идеального газа – это функция…
7. Внутреннюю энергию идеального одноатомного газа можно вычислить по формуле…

8. Внутреннюю энергию тела можно изменить…
9. И= 0, если…
10. Работа в термодинамике равна…
11. Работа не совершается при…

а) изотермическом процессе;
б) изобарном процессе;
в) изохорном процессе.

12. Геометрический смысл работы в термодинамике состоит в том, что…

(графическая интерпретация).

Проверьте правильность ответов в ходе обобщающей беседы.

За каждый правильный ответ поставьте себе 1 балл.

Обобщающая беседа

Изучение нового материала

Задание: Прослушайте сообщение учителя, прочитайте параграф 56 стр.270 – 271 учебника, ответьте на вопросы:

1. Когда и кем был открыт и сформулирован первый закон термодинамики?

2. При каких условиях он выполняется?

3. Между какими величинами устанавливает количественное соотношение?

4. Первый закон термодинамики с учетом способов изменения внутренней энергии тела читается и записывается так…

5. … с учетом изменения внутренней энергии и совершенной работы…

6. Когда количество теплоты считается положительным? Отрицательным?

7. Что можно сказать о внутренней энергии замкнутой изолированной системы?

Правильность ответов проверьте в ходе беседы. За каждый правильный бал поставьте себе 1 балл.

Прослушивание сообщения учителя. Самостоятельная работа с учебником

Ответы на вопросы.

Беседа.

Изучение нового материала

Задание: прочитать &56 с.271-272, ответить на вопросы:

1.От чего зависит количество теплоты, сообщаемое газу для изменения его состояния?

2. При каких постоянных параметрах протекает изохорный процесс?

3.Что можно сказать об изменении внутренней энергии газа?

1. Когда внутренняя энергия увеличивается? Уменьшается?
2. Совершается ли при этом работа?
3. Математическое выражение первого закона термодинамики.
4. Как и за счет чего может изменяться давление газа при изохорном нагревании? Охлаждении?

Проверьте правильность ответов в ходе беседы. За каждый правильный ответ поставьте себе 1 балл.

Беседа

Изучение нового материала.

Задание: Прочитать & 56 с. 272-273, ответить на вопросы:

1. При каких постоянных параметрах протекает изотермический процесс?
2. Что можно сказать об изменении внутренней энергии, если Т=const?
3. Совершается ли при этом работа?
4. Может ли температура газа оставаться постоянной при подведении к нему определенного количества теплоты?
5. Запись первого закона термодинамики.

Проверить правильность ответов в ходе беседы. За каждый правильный ответ поставить себе 1 балл.

Ответы на вопросы.

Беседа.

Изучение нового материала

Задание: Прочитать & 56 стр. 273, ответить на вопросы:

1. При каких постоянных параметрах протекает изобарный процесс?
2. Что можно сказать о работе газа?
3. Изменяется ли при этом внутренняя энергия газа?
4. На что расходуется проводимое количество теплоты при изобарном расширении газа?
5. Что происходит с температурой газа при его о изобарном расширении? Сжатии?
6. Сравните количества теплоты, необходимые для изобарного и изотермического расширения газа от V₁ до V₂.

В ходе обобщающей беседы проверьте правильность ответов. Оцените.

Самостоятельная работа с учебником.
Ответы на вопросы.

Беседа.

Изучение нового материала

Задание: Прочитать & 57, ответить на вопросы:

1. Какая система называется теплоизолированной?
2. С какой целью систему теплоизолируют?
3. Какой процесс называется адиабатным?
4. Первый закон термодинамики для адиабатного процесса.
5. Как изменяется температура газа при адиабатном расширении (сжатии) и как это сказывается на давлении?
6. Где используется резкое нагревание воздуха при адиабатном сжатии?

Проверить правильность ответов в ходе беседы. Оценить свою деятельность.

Самостоятельная работа с учебником.
Ответы на вопросы.

Беседа.

Задание: заполните таблицу.

Постоянные параметры

Работа при переходе газа из одного состояния в другое

Изменение внутренней энергии

Изотермический процесс

Изобарный процесс

Адиабатный процесс

Закрепление изученного материала

Задание: решите задачи.

1. Газу передано 200Дж теплоты и при этом газ совершил работу 200Дж против внешних сил. Каково изменение внутренней энергии газа?

2. Если в некотором процессе внутренняя энергия газа увеличилась на 500Дж, а внешние силы совершили над газом работу, равную 300Дж, то при этом процессе сообщенная газу теплота равна:

1) 100Дж; 2) 200Дж; 3) 300Дж; 4) 500Дж

3. 10 молей одноатомного идеального газа нагрели на 50 градусов Цельсии. Процесс изобарический. Какое количество теплоты получил газ?

1)10,4 кДЖ; 2) 6,3 кДЖ; 3) 18,9 кДж; 4) 15,3 кДж.

Проверьте правильность решения задач (решение заранее заготовлено на доске или графопроекторе).

Решение задач.

Анализ решения задач.

Выходной контроль

Задание: выполните тестовое задание.

1. Формула, представляющая собой математическую запись первого начала термодинамики имеет вид:

1) А = р V; 2) И = Q+A; 3) Q = сm Т; 4) р = nRT

2. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при его адиабатном сжатии?

1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) увеличивается или уменьшается, в зависимости от скорости изменения объема;
4) не изменяется.

3. При теплопередаче газу количества теплоты 30Дж его внутренняя энергия уменьшилась на 100Дж. Какую работу совершил газ?

1) 300Дж; 2) 100Дж; 3) 200Дж; 4) –100Дж; 5) 400Дж.

Одноатомный идеальный газ получил от нагревателя 2 кДж теплоты. Насколько изменилась его внутренняя энергия? Процесс изобарический.

1) на 800Дж;
2) на 1200Дж;
3) на 1000Дж;
4) на 600Дж;
5) на 1600Дж.

Проверьте правильность выполнения теста. За правильные ответы в 1,2,3 задаче поставьте себе по 1 баллу, за 4 задачу – 3 балла.

43 – 46 баллов – “5”
37 – 42 балла – “4”
32 – 37 баллов –“3”
меньше 32 баллов – “2”