Повторительно-обобщающий урок по теме "Основы термодинамики" с помощью программы MS Excel

Разделы: Физика, Информатика

Вид урока: Обобщение темы

Цели:

  • обобщить и систематизировать знания о тепловых процессах.
  • развивать способности актуализации знаний - показать роль эксперимента и наблюдений, анализа и обобщения информации, понимания ценностей своих мнений;
  • совершенствовать умения планировать и проводить физический эксперимент,
  • обрабатывать результаты эксперимента, делать выводы,
  • оценивать погрешности измерений,
  • обрабатывать результаты с помощью табличного процессора (MS Excel) на компьютерах,
  • планировать модель опыта,
  • обобщить и систематизировать знания MS Excel;
  • закрепить приобретенные навыки по заполнению таблиц, редактированию и оформлению диаграмм, по работе с формулами и функциями;
  • закрепить понятия "Абсолютная и относительная адресация";
  • воспитывать чувство сотрудничества.

Оборудование: два стакана, измерительный цилиндр, термометр, холодная и горячая вода.

План урока

 

Этапы урока

Длительность

Формы и методы обучения

I.

Актуализация знаний учащихся. Постановка задач урока

10-15 мин.

Фронтальный опрос с использованием слайдов. Беседа.

II.

Формирование умений.

10-12 мин.

Работа в группах. Опыты. Записи в тетрадях

III.

Подведение итогов.

10-11 мин.

Сообщения лидеров групп. Тестовый опрос.

IV.

Домашнее задание

2 мин.

Сообщение учителя.

Ход урока 

Вступительное слово: Запишем тему урока: «Повторение основ термодинамики»

I. Актуализация знаний и действий:

Все современное производство связано с преобразованием и использованием внутренней энергии. Приведите примеры: работа тепловых машин, паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания. Плавление, ковка, штамповка, металлов. Процессы нагревания и охлаждения в быту.

В. Что такое внутренняя энергия?

Слайд 1. Изменение внутренней энергии. (приложение 1)

В. Какие способы изменения внутренней энергии вы знаете?

О. Теплопередача и совершение работы.

В. Что же такое теплопередача, какие виды ее вы знаете, чем они характеризуются?

Слайд 2. Количество теплоты. (приложение 1)

В. Опишите по графику изменение агрегатного состояния вещества.

Слайд 3. Изменение агрегатного состояния вещества. (приложение 1)

В. Что вы знаете о работе в ТД?

Слайд 4. Работа. (приложение 1)

Закон сохранения и превращения энергии, распространенный на тепловые явления, носит название I закона ТД.

Слайд 5. I закон термодинамики. (приложение 1)

Наша задача: Продолжить систематизировать и углубить знания о материальном мире; развить умение самостоятельно работать с измерительными приборами; развивать критическое мышление; закрепить полученные умения и навыки работы с электронными таблицами при обработке полученных экспериментальным путем данных.

Давайте посмотрим опыты, которые наглядно демонстрируют преобразование внутренней энергии в тепловых процессах.

Видеофрагменты. (приложение 2)

II. Организация деятельности учащихся по выявлению логики исследования тепловых процессов

Теперь давайте сами попробуем с помощью эксперимента изучить явление теплообмена.

Задание: Рассчитать температуру смеси t3 известного количества холодной воды с начальной температурой t1 и горячей воды с начальной температурой t2. Проверить правильность расчета экспериментально.

Вы прекрасно знаете, что творческая работа требует планомерности выполнения. Давайте обсудим проект исследовательской деятельности. Что вы будете измерять? Какие приемы исследования будете использовать? (Обсуждение плана практической работы и запись его в тетрадь.)

В: Какая задача стоит перед вами?

О: Рассчитать температуру смеси t3 известного количества холодной воды с начальной температурой t1 и горячей воды с начальной температурой t2. Проверить правильность расчета экспериментально.

В: Какие прямые измерения вы будете проводить?

О: Температуры, объема.

В: Какое оборудование вы предполагаете взять для достижения цели?

О: Два стакана, измерительный цилиндр, термометр, холодная и горячая вода.

В: Какие величины будут являться постоянными?

О: c - удельная теплоемкость, r – плотность воды.

Какие расчеты будете проводить?

О: Q1=Q2; Q1=cm1(t3° - t°1); Q2=cm2(t2°-t3°); 

 m1=v1*r; m2=v2*r

t3=(m1t1+m2t2)/(m1+m2)

График

Какой график процесса вы предполагаете получить теоретически?

Класс делится на 2 группы: экспериментаторы и теоретики. Первая группа выполняет работу практически и получает результат в ходе опыта. Вторая группа рассчитывает результат на компьютере исходя из начальных данных. Все данные заносятся в таблицу.

Практическая часть

Давайте выработаем инструкцию (приложение 3), по которой произведем наше исследование.

Инструкция по выполнению работы.

  1. Измерьте температуру t1 и массу m1 холодной воды.
  2. Измерьте температуру t2 и массу m2 горячей воды.
  3. V1=100см3; V2=50 см3; ρ=1 г/см3
  4. Вылейте холодную воду в калориметр с горячей водой и быстро измерьте температуру смеси t3.

Мы, ребята, будем работать с приборами, которые требуют выполнение техники безопасности. Что необходимо учесть в технике безопасности? (После обсуждения может появиться такой вариант ТБ).

  • Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
  • Не оставляйте рабочее место без разрешения учителя.
  • Располагайте приборы на рабочем месте так, чтобы исключить их опрокидывание.
  • Перед тем, как приступить к выполнению работы, тщательно изучите ее описание, выясните ход ее выполнения.
  • Проверьте целостность термометра, термометр после работы сразу положите в корпус.
  • При работе с источником тепла соблюдайте максимальную осторожность.
  • При работе с компьютером не трогайте разъемы проводов, сами не исправляйте неисправности.
  • При появлении малейшей неисправности (запаха, звука и т.д.) срочно сообщите преподавателю.

План выполнения практической части

I. Оформите работу в тетради: название, цель, оборудование.

II. Отчетная таблица.

V1, см3

V2, см3

m1, кг

m2, кг

t1°C

t2°C

T3°C(эксп)

T3°C(теор)

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Обсудить таблицу, которую необходимо создать в MS Excel.

  • ввод формул со знака =;
  • целая часть числа от дробного отделяется по умолчанию;
  • имена ячеек формируются латинскими буквами, где на 1-м месте - имя колонки, на 2-м месте - номер строки (С2: G6);
  • диапазон данных отделяется;
  • для работы с формулами используется мастер функций;
  • для отображения одинаковых формул используется операция копирования;
  • для построения диаграмм и графиков используется новая диаграмма (где необходимо выделить диапазон данных).

IV. Выполнение работы.

А) Экспериментальная часть. (По инструкции)

Б) Расчетная часть на компьютерах.

Напомнить об обязательном ведении записей в тетради:

Анализ результатов

Обсуждение таблицы (данные, полученные при эксперименте и на компьютере, заносятся в таблицу, находящуюся на доске, по группам)

В: Каким образом при теплопередаче передается энергия от горячего тела к холодному?

В: Почему после смешивания горячей и холодной воды нужно быстро произвести измерение температуры смеси?

В: Почему получились разные результаты температуры при эксперименте и при расчетах на компьютере?

III. ТЕСТ по проверке усвоения материала по теме «Основы термодинамики»

Тест можно дать снова разделив класс на две группы. Первая группа выполняет тест на компьютере (Диск «Вся физика» серия руссобит-педагог или тест из Интернета), вторая – на бумаге (приложение 4). Таким образом, первая группа сразу увидит свой результат, а для второй группы можно вывести ответы (приложение 5) на экран (после того как сдали работы), чтобы учащиеся проверили сами себя.

IV. Домашнее задание: учебник «Физика. 10» Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Просвещение. § 77-80 (повторить)

Итог урока