Урок физики по теме «Основы термодинамики. Первый закон термодинамики.Работа газа и пара»

Шаншарова Алия Абеновна учитель математики и физики средней школы №6 город Атбасар
Тема: Основы термодинамики. Первый закон термодинамики.
Работа газа и пара.
Урок построен на основе деятельностного подхода и технологии проблемного обучения, что предполагает максимальное использование собственной исследовательской активности ученика по определению, поиску и нахождению нового знания. В ходе урока планируются не только предметные результаты обучения, но и метапредметные, и личностные.
Основной метод, применяемый на уроке, – метод исследования, предполагающий построение обучения как творческого процесса открытия ребенком нового знания. Способы организации деятельности учащихся на уроке – групповая и индивидуальная работа .Цель урока: вывести первый закон термодинамики при тепловом явлении, рассмотреть применение первого закона термодинамики в процессах; формирование навыков по применению данных процессов в жизни, развивать использование физических терминов при объяснении явлении; воспитывать товарищеское отношение при работе в группах.
Личностные:
•формирование у учащихся готовности и способности к самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;
•формирование уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению;
формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе учебно-исследовательской деятельности. Метапредметные: развитие у учащихся умений:
•находить необходимую информацию в тексте;
•анализировать информацию;
•формулировать гипотезы;
•устанавливать причинно-следственные связи, проводить умозаключение и делать выводы;
•соотносить свои действия с планируемыми результатами;
•слышать, слушать и понимать собеседника;
•планировать и согласованно выполнять совместную деятельность.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Форма урока: урок-исследование.
Методы обучения: метод проблемной беседы, фронтальный опрос, самостоятельная работа.
Форма обучения: коллективная, индивидуальная.
Форма учебного занятия: классно-урочная.
Оборудование урока: компьютер, мультимедийный проектор, раздаточный материал (для самостоятельной работы).
1.Организационный момент.
Друзья мои! Я очень рада
Войти в приветливый ваш класс
И для меня уже награда
Вниманье ваших умных глаз
Я знаю: каждый в классе гений,
Но без труда талант не впрок
Из ваших знаний и умений
Мы вместе сочиним урок.
Мои соавторы и судьи,
Оценкой вас не накажу,
За странный слог не обессудьте,
А дальше прозой я скажу.
а) психологический настрой ( просмотр мультфильма « Вместе мы сила»). б) посещаемость.
2.Проверка домашнего задания.
Каждый ученик выбирает вопрос по сложности и отвечает на него.
Группа А( оценка 3) вопросы:
1.Какие явления наблюдаются в жидкости перед тем, как они начинают закипать?
2.Чем отличается кипение жидкости от испарения?
3.При каком условии начинает кипение жидкости?
4.Какое явление называют парообразованием?
5.В каком случае парообразование называют испарением?
6. Какой пар называют насыщенным?
7.Какой пар называют ненасыщенным?
8.Что называют точкой росы?
9.Для чего служит гигрометр?
10 Для чего служит психрометр?
Группа В (оценка 4)вопросы:
1.Формула для подсчёта количества теплоты.
2. Единица измерения удельной теплоёмкости вещества (Дж/кгС)?
3.Как обозначается удельная теплота сгорания (q)?
4.Если бы ваш дом отапливался печью, в которой можно сжигать любое топливо, то каким именно топливом вы бы запаслись на зиму? Почему? ( уголь или природный газ).
5. В холодильнике, в котором поддерживается температура 0С, поместили две бутылки: с водой и молоком. Замерзнет ли какое- ни будь из этих веществ? Почему?
6.Почему в сухом воздухе переносить жару легче, чем в сыром?
7.Пользуясь данными таблицы 6, определите, в каком состоянии при комнатной температуре должны находиться водород, эфир, спирт?
8.Почему продолжительность варки мяса до готовности не зависит от того, на сильном или слабом огне кипит бульон?
Группа С (оценка 5) вопросы:
1.Температура тела по абсолютной шкале 20 К . Чему равна его температура по шкале Цельсия?(t =Т-273)С .
2.Дано:
m =10 кг
t1 =300С
t2 =1000С
с= 4200 Дж/кг0 СQ-?
3.Дано:
m=5кг
r=1,4*10Дж/кг (аммиак)
Q-? (Найти количество теплоты необходимое для испарения аммиака)
3.Изучение новой темы.
1) Деление на группы по цвету стикера. (на 3 группы , участники группы выбирают ученика который отвечает за оценочный лист ,в котором стоит оценка за домашнее задание)
Музыкальная разминка (танцевальный мультфильм)
2) Каждая группа получает задание. ( Каждый член группы получает текст, который различен по группам). См. Приложение 1раздаточный материал.
Идёт чтение с пометками. ( Ребята выделяют главное в тексте)
3)Готовят постеры, обсуждая главное.
4)С каждой группы один делегированный ученик идёт в соседнею группу и объясняет разобранную тему . Участники слушают, и своё мнение пишут на стикирах и закрепляют на постер.
5)Каждый постер вывешивается на доску.
4. Закрепление.
Урок полезен, всё понятно.
Лишь кое-что чуть-чуть неясно.
Ещё придётся потрудиться.
Да, трудно всё-таки учиться!
Каждая группа задает вопрос своим соседям и если они затрудняются ответить, то отвечают сами.
5.Домашняя работа параграф 19,20 стр. 82-87.
6.Рефлексия.
Урока время истекло
Я вам ребята благодарна
За то, что встретили тепло
И поработали ударно.
Спасибо вам за урок. На стикирах каждый напишет ответ на вопрос : Как он чувствовал себя сегодня на уроке?
7.Итог урока (Оценивание по оценочным листам).
Приложение 1 раздаточный материал .1.Вам известно, что в механике закон сохранения и превращения энергии выполняется для изолированных систем. В применении к тепловым явлениям этот закон рассматривают в разделе физики, называемом термодинамикой. Основу составляют два закона, которые чаще называют началами термодинамики.
Количество теплоты при переходе от одного тела к другому сохраняется.
Е=W+U=Еп+Ек+U.- формула закона сохранения полной энергии.W –механическая энергия ,U- внутренняя энергия, Ек-кинетическая энергия, Еп- потенциальная энергия.
Первый закон термодинамики Q= U +А, Количество теплоты Q, сообщённое системе, идет на изменение её внутренней энергии U и на работу А, которую система совершает над внешними телами. Работа и количество теплоты считаются положительными величинами. Из этого следует, что создать вечный двигатель невозможно. - читается дельта наименьшая величина.
2.Развитие техники и прогресс всего человечества тесно связаны как с открытием новых источников энергии, так и с более полным использованием огромных запасов внутренней энергии топлива. При этом энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, передается путем теплообмена какому-либо газу или пару.
Газ или пар, расширяясь, совершает работу против внешних сил, приводит в движение какой- либо механизм.
За термодинамическую систему примем газ, находящийся в цилиндре под поршнем. Подвижный поршень может без трения перемещаться вдоль стенок цилиндра .В начальном состоянии температура газа равна температуре окружающей среды. Поршень находится в покое, так как давление-p на него снаружи и изнутри одинаково.
Согласно первому закону термодинамики, подводимая в этом случае энергия идет на нагревание газа, то есть на увеличение его внутренней энергии, и на совершении им за счет этого работы-А по перемещению поршня на расстоянииh: А=Fh.
Так как давление не менялась, то есть р =const( константа то есть постоянная), то действующая на поршень сила давления газа равна:
F=pS,
где S- площадь поршня.
Тогда выполненная газом работа равна:A=pSh.
Термодинамический процесс, при котором Т (температура) и V (объём) изменяются, а давление остается постоянным: р=const, называется изобарным.
Для изобарного процесса первый закон термодинамики выражается формулой:Q= U +A= U + p V
При изобарном расширении количество подводимой к газу теплоты больше совершаемой им работы на величину, равную увеличению его внутренней энергии.
Приложение 1 раздаточный материал .1.Вам известно, что в механике закон сохранения и превращения энергии выполняется для изолированных систем. В применении к тепловым явлениям этот закон рассматривают в разделе физики, называемом термодинамикой. Основу составляют два закона, которые чаще называют началами термодинамики.
Количество теплоты при переходе от одного тела к другому сохраняется.
Е=W + U =Еп+Ек+ U.- формула закона сохранения полной энергии. W –механическая энергия , U- внутренняя энергия, Ек-кинетическая энергия, Еп- потенциальная энергия.
Первый закон термодинамики Q= U +А, Количество теплоты Q, сообщённое системе, идет на изменение её внутренней энергии U и на работу А, которую система совершает над внешними телами. Работа и количество теплоты считаются положительными величинами. Из этого следует, что создать вечный двигатель невозможно. - читается дельта наименьшая величина.
2.Развитие техники и прогресс всего человечества тесно связаны как с открытием новых источников энергии, так и с более полным использованием огромных запасов внутренней энергии топлива. При этом энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, передается путем теплообмена какому-либо газу или пару.
Газ или пар, расширяясь, совершает работу против внешних сил, приводит в движение какой- либо механизм.
Рассмотрим применение первого закона термодинамики для других случаев изменения состояния газа. Пусть газ заключен в цилиндр с закрепленным поршнем, то есть V (объём)=const( константа то есть постоянная).Тогда первый закон термодинамики принимает вид:Q= U .Все подводимое к газу количество теплоты идёт на изменение его внутренней энергии ,а работа при этом не совершается. Этот процесс называется изохорным.
Рассмотрим случай изменения состояния газа при постоянной температуре, то есть Т=const( константа то есть постоянная). Если газ расширяется при постоянной температуре в цилиндре с легкоподвижным поршнем, то внутренняя энергия системы остается постоянной, то есть U=0. При этом первое начало термодинамики принимает вид: Q=А.
Этот процесс называется изотермическим.
Приложение 1 раздаточный материал.
1.Вам известно, что в механике закон сохранения и превращения энергии выполняется для изолированных систем. В применении к тепловым явлениям этот закон рассматривают в разделе физики, называемом термодинамикой. Основу составляют два закона, которые чаще называют началами термодинамики.
Количество теплоты при переходе от одного тела к другому сохраняется.
Е=W + U =Еп+Ек+ U.- формула закона сохранения полной энергии. W –механическая энергия , U- внутренняя энергия, Ек-кинетическая энергия, Еп- потенциальная энергия.
Первый закон термодинамики Q= U +А, Количество теплоты Q, сообщённое системе, идет на изменение её внутренней энергии U и на работу А, которую система совершает над внешними телами. Работа и количество теплоты считаются положительными величинами. Из этого следует, что создать вечный двигатель невозможно. - читается дельта наименьшая величина.
2.Развитие техники и прогресс всего человечества тесно связаны как с открытием новых источников энергии, так и с более полным использованием огромных запасов внутренней энергии топлива. При этом энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, передается путем теплообмена какому-либо газу или пару.
Газ или пар, расширяясь, совершает работу против внешних сил, приводит в движение какой- либо механизм.
Возможен и такой процесс, в котором отсутствует теплообмен .Процесс , совершаемый без теплообмена , называют адиабатным.
Примером может быть насос при накачивании им шины или мяча нагревается благодаря нагреванию воздуха при быстром сжатии. При сжатии газа его внутренняя энергия увеличивается за счет работы внешней силы, производящей это сжатие.