Циклический процесс в газе

Аннотация урока. Дано теоретическое обоснование циклического процесса в газе. Показана возможность применения демонстрационного опыта “циклический процесс в газе” для учебной исследовательской работы учащихся 10-11 классов.

Цель урока. Изучение циклического процесса в газе на примере демонстрационного эксперимента лаборатории L-микро “Газовые законы и свойства насыщенных паров”.

Триединые дидактические цели.

Образовательная: изучение данного процесса, формирование навыков решения задач, анализа графиков зависимости параметров газа одного от другого, экспериментального определения характеристик газа (давления, объема), формирование понятий тепловой двигатель, КПД теплового двигателя, сравнение теории с экспериментом.

Воспитательная: подчеркнуть взаимосвязь физического явления и его математическим описанием как проявления одного из признаков метода познания явлений. Продолжить работу по развитию самостоятельности, аккуратности и внимания учащихся. Способствовать воспитанию культуры умственного труда, культуры межличностных отношений, умению работать в определенных интервалах времени. Формировать навыки коллективной работы в сочетании с самостоятельностью учащихся.

Развивающая: Продолжить работу по развитию внимания и умения творчески мыслить. Научиться анализировать данное явление. Формировать убеждения о познаваемости мира. Делать выводы и обобщения. Развитие “физической” речи учащихся. Развивать познавательный интерес к физике.

Межпредметные связи: связь с математикой и ИКТ.

Вид урока: урок-исследование.

Оборудование к уроку: Установка “L-micro”, компьютер, мультимедийный проектор, подключенный к компьютеру, экран, программное обеспечение “L-micro” , термометр.

План урока

1. Обеспечить нормальную внешнюю обстановку для работы на уроке.
2. Психологически подготовит учащихся к общению.

Содержание этапа урока.

1. Приветствие
2. Проверка подготовленности к уроку.
3. Организация внимания школьников.
4. Раскрытие общих целей и плана урока.

Учитель. Добрый день, друзья и коллеги. Я рад вас видеть, давайте улыбнемся друг другу и приступим к уроку. Сегодня мы с вами еще раз повторим основные понятия термодинамики. Проведем сложный опыт с газом с применением компьютерной обработки экспериментальных результатов, проанализируем этот опыт и проведем теоретические расчеты и сопоставим их с экспериментом.

Образовательные задачи.

1. Установить правильность, полноту и осознанность повторяемого материала.

2. Выявить пробелы в знаниях.

Вопросы.

• Что такое внутренняя энергия.
• Что такое работа газа.
• Что такое количество теплоты
• Первый закон термодинамики.

Учитель.

Сейчас нам будут представлены презентации по расчету работы в изотермическом процессе и будут даны понятия циклических процессов. (Приложение 1 и Приложение 2)

Образовательная задача.

Обеспечить восприятие демонстрации учащимися

Содержание этапа урока.

1. Организация внимания учащихся.

2. Создание содержательных и методических условий для философского осмысления результатов опыта.

Учитель. Данная установка состоит из сосуда с изменяемым объемом, поршня, датчика объема и давления, сигналы с которых поступают на компьютерный блок для обработки с последующей обработкой программой и вывода экспериментальных данных на экран монитора. Что мы делаем:

1. Ассистент приготовит два сосуда с горячей и холодной водой.
2. Установим объем порядка 50 мл.
3. Подключим датчики давления к блоку (давление к разъему 1, объема – к разъему 2).
4. Запустим программу.
5. Нажмем кнопку “циклический процесс”.
6. Нажмем кнопку “проведение измерений”.
7. Нажмем кнопку “пуск”.
8. Опустим резервуар с исследуемым газом в холодную воду.
9. Переведем поршень в положение 70 мл.
10. Опустим установку в горячую воду и подождем, пока давление газа перестанет изменяться.
11. Вернем поршень в исходное положение.
12. Опустим установку в холодную воду и подождем, пока давление газа не будет изменяться.
13. Нажмем кнопку “стоп”.
14. Для перехода к экрану нажмем кнопку “обработка”.
15. Представлен график процесса координатах P – V.
16. Нажмем “далее”.
17. В верхней части дано значение работа за цикл, рассчитанная компьютером.

Образовательные задачи.

1. Обеспечить усвоение учащимися знаний и способов деятельности в разнообразных ситуациях.

2. Обеспечить у школьников навыков анализировать экспериментальные графики и умению ими их читать.

• Цикл замкнутый, состоит из двух изотерм и двух изохор.
• Цикл обратный
• Работа равна площади криволинейного параллелограмма и отрицательна, т.к. работа по сжатию газа отрицательна и по модулю больше положительной работы.

Образовательные задачи этапа.

1. Проверка учителем понимания учащимися данного опыта.

2. Проверка полноты и осознанности усвоения знаний по данной тематике урока.

3. Выявление пробелов осмысления учащимися изученного материала.

4. Ликвидация неясностей осмысления изученного материала.

Создаются группы для теоретического нахождения КПД. В группы входят теоретики и экспериментаторы. Решается задача и затем сообщаются результаты решения. Методика расчета КПД замкнутого цикла приведено в Приложении 3. Приложение 4.

Образовательные задачи рефлексии.

1. Инициировать рефлексию учащихся по поводу своего эмоционального состояния, своей деятельности, взаимодействия с учителем и одноклассниками.

2. Дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся.

Содержание этапа учебного занятия.

1. Мобилизация учащихся на рефлексию.

2. Подведение итогов учебного занятия.

Учитель. Ребята, мы с вами очень плодотворно поработали! Вы неплохо разобрались в теоретическом материале, хорошо осмыслили эксперимент, который является важным шагом к пониманию физики. Молодцы! Мне было очень приятно работать с вами! А вы не могли бы поделиться своими впечатлениями?

Ответьте, пожалуйста, на вопросы рефлексии, которые перед вами путем подчеркивания выбранного вами ответа.

Домашнее задание: Физика. 10 класс, Мякишев Г.Я. стр.234, П.84, упр.15 (15).