Применение I-го закона термодинамики к изопроцессам в газах

Разделы: Физика

Предмет: Физика

Класс: 10

Тема: Применение I закона термодинамики к процессам в газах

Базовый учебник: Г.Я. Мякишев,Б.Б., Буховцев, Н.Н. Сотский. Физика 10.

Цель: Формирование понятия адиабатного процесса, умения использовать первый закон термодинамики для описания процессов в газах.

Задачи:

Формировать УУД:

  • Личностные: способность к самооценке на основе критерия успешности учебной деятельности, способность видеть проблему; способность сотрудничать при фронтальной и групповой работе.
  • Регулятивные УУД: умение определять и формулировать цель работы; оценивать правильность выполнения действий; планировать своё действие в соответствии с поставленной задачей; вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе его оценки и учёта характера сделанных ошибок; высказывать свои предположения и выводы.
  • Коммуникативные УУД: умениеоформлять свои мысли в устной форме;слушать и понимать речь других; соблюдать правила ведения научной дискуссии.
  • Познавательные УУД: умение ориентироваться в своей системе знаний; находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке, выдвижение гипотез и их обоснование.

Предметные: сформировать знания о законах протекания адиабатного процесса; закрепить навыки решения задач на применение I закона термодинамики; способствовать развитию терминологической речи, оперативной памяти, произвольного внимания, логического мышления.

Планируемые результаты:

Предметные: Знать адиабатный процесс, уметь применять I  закон термодинамики при решении задач и при объяснении физических явлений.

Личностные: Уметь проводить самооценкуна основе критерия успешности учебной деятельности.

Метапредметные:

  • Уметь определять и формулировать цель этапа урока; оценивать правильность выполнения своих действий;  планировать свою деятельность в соответствии с поставленной задачей; вносить необходимые коррективы в результаты своей деятельности на основе её оценки и учёта характера сделанных ошибок.  (Регулятивные УУД).
  • Уметь оформлять свои мысли в устной и письменной форме;слушать и понимать речь других; совместно договариваться о правилах поведения и общения  на уроке  и следовать им  (Коммуникативные УУД).
  • Уметь ориентироваться в своей системе знаний; находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке (Познавательные УУД).

Тип урока: комбинированный.

Формы работы учащихся: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, оборудование для опыта «воздушное огниво».

Этапы урока

I. Организационный этап.

II. Совершенствование знаний

1. Проверка домашнего задания, ответы на вопросы учащихся.

2. Актуализация знаний. Мотивация познавательной деятельности учащихся.

– Какие вы знаете термодинамические процессы?

– Почему мы рассматриваем их в применении к идеальному газу?

– Сформулируйте I закон термодинамики.

– Приведите формулы для определения работы газа, изменения его внутренней энергии и количества теплоты.

– Как вы думаете, будут ли какие-то особенности в применении I закона термодинамики к различным процессам?

Учитель предлагает учащимся самостоятельно, работая в группах, установить эти особенности. В зависимости от количества учащихся класс делится на  группы ( минимум 3). Каждая группа должна подготовить сообщение по применению I закона термодинамики к одному из изопроцессов. Результаты работы представляются в виде таблицы.

№

Название процесса, постоянный параметр, формула

График в координатах PV

Q

ΔU

A

Запись I закона термодинамики

Примечание

(Приложение 1)

Во время представления результатов работы группы соблюдаются правила ведения научной дискуссии.

  1. Докладывает представитель группы.
  2. Группа дополняет его выступление, исправляет неточности.
  3. Класс задает уточняющие вопросы.
  4. Класс высказывает конструктивные критические замечания.

III. Формирование новых знаний (адиабатный процесс).

  1. Проблемный вопрос. В нашей таблице есть процессы, в которых либо работа, либо изменение внутренней энергии равны нулю. А какими будут особенности процесса, если нулю равно количество теплоты?
  2. В ходе беседы с использованием подводящего и побуждающего диалогов формулируются закономерности адиабатного расширения и сжатия, данные вносятся в таблицу.
  3. Демонстрируется опыт «воздушное огниво». Вопросы. Почему при резком ударе происходит возгорание? Почему при медленном сжатии этого не происходит? Как это используется в технике?
  4. Демонстрируется видеоролик. Образование облаков в акватории Черного моря. Обсуждается роль адиабатного процесса в образовании облаков.
  5. Как бы вы назвали составленную нами таблицу? Можно ли назвать ее «Применение I закона термодинамики к изопроцессам»? В чем особенность адиабатного процесса?

IV. Первичное закрепление

Решение задач (1—3  устно с помощью таблицы).

  1. В представленном на рисунке процессе газу передано 200 кДж теплоты. Какую работу совершил газ? Чему равно изменение его внутренней энергии? (В координатах pV график изохорного процесса). 
  2. В адиабатном процессе внутренняя энергия системы уменьшилась на 500 кДж. Какая работа совершена системой?
  3. В изобарном процессе системе передали 600 кДж теплоты. Газ совершил работу 200 кДж. Чему равно изменение его внутренней энергии?
  4. (Решение задачи на доске с записью в тетради.) Объем 160 г кислорода, температура которого 27 °С, при изобарном нагревании увеличилась вдвое. Найти работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, изменение внутренней энергии.

V. Домашнее задание

  1. Прочесть в учебнике (Г.Я. Мякишев, М., Просвещение, 2011)  §79, сравнить с таблицей, ответить на вопросы после параграфа.
  2. Проанализировать решения задач №2 и №3 из «Примеров решения задач» на стр. 236.
  3. Решить задачи №3 и №7 из упр.15.

VI. Подведение итога урока

  1. Сформулируйте тему сегодняшнего урока.
  2. С каким новым процессом мы сегодня познакомились?
  3. В чем его особенность?
  4. В каком процессе не совершается работа?
  5. В каком процессе не изменяется внутренняя энергия системы?
  6. Какие затруднения вы испытали? Есть вопросы? Уверены ли вы в том, что справитесь с домашним заданием?

Литература:

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика 10. М., Просвещение, 2011.
  2. Рымкевич А.П. Задачник по физике 10-11. М., Дрофа, 2000.
  3. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/34569d17-4055-4617-89d5-2a51c942f1bb/files/files044a/044a.swf