Урок по физике Молекулярная физика и термодинамика

ГБПОУ ВО
«СЕМИЛУКСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»















Методическая разработка
урока обобщения и систематизации знаний по разделу Молекулярная физика и термодинамика
(для обучающихся специальности 19.02.10 Технология продукции общественного питания , группа ТП-14)














Выполнила:
Преподаватель физики Яшина Г.Е.








СЕМИЛУКИ
2015


Аннотация
Этот урок - нетрадиционное занятие, посвященное обобщению и систематизации знаний и умений по разделу Молекулярная физика и термодинамика .
Форма организации познавательной деятельности обучающихся групповая.
Данный урок не только отчет, но и соревнования воспитывающие гордость за свои успехи.
Строя этот урок, я преследовала такие цели:
а) обобщить и систематизировать основные понятия раздела,графические способы представления изопроцессов,
б) научить обучающихся применять полученные знания на практике, научить находить и воспринимать прекрасное в природе, искусстве,
в) развить познавательный и профессиональный интерес

С целью развития познавательного интереса обучающихся, в данный урок были включены материалы исторического характера, использован материал из художественной литературы, задачи профессиональной направленности
Правила и условия игры;
В игре принимают участие 3 команды по 6 человек. Задача каждой команды расследовать дело, предложенное судьей.
Задание каждого дела заранее пишется на отдельных Листах и представляется в отдельной папке, которое зачитывается ведущим (судьей).
После объяснения задания ведущим, дается командам время на обдумывания ответа, и затем та команда, которая знает правильный ответ, поднимает сигнальную карточку. Каждый правильный ответ фиксируется на компьютере, а затем по окончанию игры представляются результаты на графике "Восхождение к вершине Знаний". Восхождение происходит по отдельным ступенькам.
Таким образом, по окончанию игры победителем становится та команда, которая ближе к вершине горы Знаний.
 Урок №23
Урок обобщения и систематизации знаний по разделу Молекулярная физика и термодинамика
Эпиграф:
«Я мыслю, следовательно, я существую»

Р. Декарт
Цели урока:
Образовательные
обобщить, систематизировать и углубить знания по "Молекулярной физике и термодинамики". Формировать в сознании обучающихся естественнонаучную картину окружающего нас мира, рассмотреть применение данной темы в профессиональной деятельности.
Развивающие
развивать умение выделить главное в большом объеме информации при помощи блок-схем, развить познавательный и профессиональный интерес, развивать умение сравнивать, обобщать, анализировать, создавать условия для развития исследовательских и творческих навыков
Воспитательные
продолжить формирование представлений о связи природы и духовного мира человека, учить находить и воспринимать прекрасное в природе, искусстве и профессиональной деятельности. Воспитать чувство ответственности за порученное дело, способствовать привитию культуры поведения. ( слайд 1-3)


Основные знания и умения
Знать формулировки основных положений молекулярно-кинетической теории, понятие внутренней энергии, теплового движения молекул, математическую запись основного уравнения молекулярно-кинетической теории, физический смысл малярной постоянной, уравнение Менделеева-Клапейрона, газовые законы, формулировку и математическую запись первого начала термодинамики.
Уметь устанавливать параметры начального, промежуточного и конечного состояний газа, функциональные зависимости в газовых процессах, и решать задачи на нахождение неизвестных параметров, строить и анализировать графики изопроцессов в газе, уметь строить диаграммы замкнутых термодинамических циклов и их анализировать, уметь составлять уравнение теплового баланса и решать его.

Тип занятия: урок обобщения и систематизации знаний
Оснащение урока: мультимедиапроектор, компьютеры, презентации, аудиозапись физического диктанта, упрощенный вариант блок-схемы, сигнальные карточки, кусочек олова, стальные и алюминиевые ложки, стакан со льдом.



Демонстрации:(слайд 4)
Статистической модели одной молекулы воды , двухмерной, трехмерной,структуры льда ,
динамической модели, структуры водяного пара в воздухе
Демонстрация моделей кристаллических тел, стакана с водой и со льдом
Демонстрация опыта плавления олова в стальной и алюминиевой ложке


План урока (слайд 5)
Организационный момент- 3 мин.
Мотивационный этап- 10 мин.
Расследование дела №1 –20 мин.
Расследование дело №2 - 30 мин.
Расследование дело №3 - 15 мин.
Рефлексия-7 мин.
Подведение итогов -3 мин.
Домашнее задание -2 мин.


Ход урока

1.Организационный момент- 3мин.
2. Мотивационный этап- 10 мин. (слайд 6-8)
Демонстрация стакана с водой и со льдом?
- Как вы думаете, в каких агрегатных состояниях может находиться одно и то
же вещество?
-Каковы особенности молекулярного строения газов, жидкостей, твердых тел?
-Какое практическое значение имеют явления перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое.


Предлагаю вам, используя шары разных цветов показать модели молекулы воды, строение льда, водяного пара в воздухе и постарайтесь объяснить особенности их строения и удивительные свойства.
1команда-показывает статистическую модель одной молекулы воды
2 команда- двухмерную, трехмерную структуру льда
3 команда- динамическую модель структуры водяного пара в воздухе
Отвечая на вопросы, поставленные после опыта, создавая модели молекулы воды, строение льда, водяного пара в воздухе и объясняя, особенности их строения и их свойства вы раскрыли секреты внутреннего строения вещества.
Я предлагаю вам на протяжении всего урока найти ответ на вопрос: Применяются ли положения, законы Молекулярной физики и термодинамики в искусстве, природе, быту, профессиональной деятельности.



3. Расследование дела №1 –20 мин.

ДЕЛО №1.
Лист №1(слайд 9)

Декабрь 1832 год. Петербург.
Довожу до вашего сведения, что все солдатские оловянные пуговицы на нашем складе военного обмундирования погибли.
Сначала слегка потемнели, затем потеряли блеск, через несколько дней рассьпались в порошок. Испорченные пуговицы заражали других.
Разрушение распространялось как чума. Виновник не ясен. Прошу помощи и расследования.
Адмирал: Сухов
Лист № 2(слайд 10)
Вам необходимо обратится в архив Петербургской Академии Наук.
Архивариус: (зачитывает протокол).
Протокол заседания Петербургской Академии Наук.
Слушали: О происшествии с оловянными пуговицами, случившемся на одном из военных складов, где хранилась партия новеньких солдатских шинелей.
Постановили: Поскольку виновник загадочного происшествия не найден, впредь до выяснения причин самопроизвольного перехода серебристо-белого олова в неизвестный порошок серого цвета именовать болезнью "оловянная чума".
Петербург 1832г.
Лист №3(слайд 11)
Из вахтенного журнала экспедиционного корабля Роберта Скота, направляющегося к берегам Антарктиды.
"12.00. Сила ветра - 3 балла. Волнение -1 балл. Видимость хорошая. Температура воздуха - 86° по Фаренгейту. Готовим экспедицию к высадке на материк.
Декабрь 1911 г."
Лист №4. (слайд 12)
Из дневника Роберта Скота.
"12 января 1912 г. Наша экспедиция достигла Южного полюса.
10 февраля 1912 г. Идти становится труднее и труднее. На сильном .морозе трудно дышать. Стали протекать баки с топливом. Если разрушение баков не прекратится, может вытечь все горючее, и испортить запасы пищи. Без горячей пищи не возможно вернуться на свою базу."
Лист №5 (слайд 13)
Задание команде №1
В чем причина различных названных модификацией олова, если белые кристаллы и серое олово состоит из одних и тех же атомов.
1. Возможно, ли расплавить олово в стальной ложке? (демонстрация опыта)
Задание команде №2 ( слайд 14)

1.Что происходит, если температура белого олова опускается ниже 13,2° С. Почему при переходе из белой разновидности в серую, олово превращается в порошок.

2. Возможно, ли расплавить олово в алюминиевой ложке? (демонстрация опыта)

Задание команде №2 ( слайд 15)
1.Что за болезнь "оловянная чума"? Как предотвратить "оловянную чуму", ведь олово применяется при пайке ?
2.Возможно ли расплавить вольфрам в стальной ложке?




Расследование дела №2 - 30 мин.
ДЕЛО №2.
Лист №1( слайд 16-26)
Для того чтобы выполнить это задание, необходимо принять шифровку (Аудиозапись).
Физический диктант ( самоконтроль)

Определение изотермического процесса.
Формулировка закона Бойля-Мариотта.
Математическое выражение законаБойля-Мариотта.
График зависимости давления газа от объема припостоянной температуре.
Определение изохорного процесса.
7. Формулировка закона Шарля.
8. Математическое выражение закона Шарля.
9.График зависимости давления газа от температуры при постоянном объеме.
10. Определение изобарного процесса.
11.Формулировка закона Гей-Люссака.
12. Математическое выражение закона Гей-Люссака.
13. График зависимости объема газа от температурыпри постоянном давлении.
14. Что представляет собой внутренняя энергия любого тела?
15. Чем отличается реальный газ от идеального ?
16. Чему равна внутренняя энергия идеального газа?
17. Сформулируйте и запишите формулу первого закона термодинамики.






Лист №2( Взаимоконтроль)
Задание команде №1( слайд 27)
Написать уравнение Менделеева-Клапейрона и составить блок-схему, показывающую возможность изменения различными способами давления и практическое применение.
ПРАКТИЧ.
ПРИМ.







Задание команде №2( слайд 28)
Заполните таблицу

Названия
Открытия
Кто открыл
Формула
График
При каких условиях выполняется т.е. область действия
Ограничения общие для всех законов

Уравнения состояния

1834
Франц. ученый





Идеального газа
1874






Закон Бойля-Мариотта
1662
Англ. ученый





Закон Гей-Люссака
1802
Франц. ученый





Закон Шарля
1787
Франц. ученый









Задание команде №3 ( слайд 28)
Какое значение имеет влажность воздуха в жизни человека , представьте в виде блок-схемы

Лист №3.
Задание команде №1( слайд 29)
Решить задачи
1. Определить число молекул, находящихся в 1,0 кг поваренной соли; в 1,0 г углекислого газа; в 1,0 м3 кислорода при нормальных условиях.
2. К.п.д. холодильника, работающего на аммиачном газе, равен 75 %. Сколько аммиака должно испарится в трубах холодильника для охлаждения 0,86 кг воды от 293 K до точки замерзания?
3. Найти объем 200 г углекислого газа, находящегося при температуре -3 оC и нормальном атмосферном давлении.
5. Какое количество теплоты выделиться в процессе варки картофеля массой 2 кг при температурой 100 оC .
Задание команде №2( слайд 30)
1. Через змеевик подогревателя, содержащего 12 л воды при 12 оC, пропускают водяной пар при 100 оC. Вытекающая из змеевика вода (конденсат) имеет в среднем температуру 60 оC. Сколько пара нужно пропустить через змеевик, чтобы температура воды в подогревателе повысилась до 50 оC?
2. В баке кипятильника с к.п.д. 75 % содержится 208 л воды при температуре 15 оC. Сколько пара при 104 оC нужно пропустить через змеевик кипятильника, чтобы нагреть воду в до 92 оC? Считать, что температура воды, вытекающей из змеевика, тоже равна 92 оC.
3. . Найти объем 200 г углекислого газа, находящегося при температуре -3 оC и нормальном атмосферном давлении.
4 Определить число молекул, находящихся в 2,0 кг поваренной соли; в 2,0 г углекислого газа; в 2,0 м3 кислорода при нормальных условиях..
5. Каков к.п.д. холодильника, если для охлаждения 2,0 кг воды от 282,5 K до точки замерзания потребовалось испарить 73,0 г фреона?

Задание команде №3 ( слайд 31)
1. Масса навески муки до высушивания - 25г, после высушивания – 18г. Чему равна влажность муки? Сколько в муке сухих веществ?
2. В баке кипятильника с к.п.д. 72 % содержится 208 л воды при температуре 16 оC. Сколько пара при 104 оC нужно пропустить через змеевик кипятильника, чтобы нагреть воду в до 95 оC? Считать, что температура воды, вытекающей из змеевика, тоже равна 95 оC.
3. Поршень отливают из алюминия. Одинакова ли внутренняя энергия алюминия в жидком и твердом состояниях, если в том и другом случае температура вещества 660 °С? (В жидком состоянии внутренняя энергия больше.)
5. Что произойдет, если космонавт, выйдя из корабля в открытый космос, откроет сосуд с водой? (При малом давлении вода начнет кипеть и быстро испаряться, при этом вода в сосуде резко охлаждается и затвердевает. Процесс испарения с поверхности замерзшей воды будет продолжаться, но более медленно
6. Насос лабораторной керосиновой горелки забирает за одно качание 35 см3 воздуха; объем резервуара, свободный от керосина, равен 0,45 л. Какое давление установиться в резерве после 20 качаний, если температура воздуха в нем поднялась от 286 до 325 K?

5. Расследование дела №3 -15 мин.
ДЕЛО №3
Лист №1. ( слайд 35-36)

В фантастическом романе современного писателя Курта Воннегута «Колыбель для кошки» преступный изобретатель создает новую форму льда – лед девять, температура отвердевания которого 460. «Предположим, - объясняет один из героев романа, что такой лед на котором катаются на коньках и который кладут в коктейли мы можем назвать лед-один. Предположим, что вода на земном шаре всегда превращается в лед-один, потому что ее не коснулся зародыш, который бы направил ее, научил бы превращаться в лед-два, лед-три, лед-четыре. И предположим, что существует такая форма льда – назовем его лед- девять – кристалл твердый, как это стол, температура отвердевания которого из-за дополнительного отвода теплоты при кристаллизации повысилась до 460 С. Изобретатель лед-девять получает власть над всем миром: надо только бросить кусочек льда в море. От этого зародыша начинается кристаллизация: замерзает вся вода на Земле и наступает конец света».
Вопросы:
Что достоверно, что же противоречит физическим законам в этой схеме создания нового вещества?
Как можно объяснить появления ледяных узоров на окнах квартир, автобусов, трамваев?
Почему иногда мы не наблюдаем на окнах появления узоров?
Лист №2 (слайд 37-38)
Издавна считали золото мерой богатства, а символом богатства – бриллиант, алмаз. Существуют знаменитые алмазы, которые являются героями литературных произведений – это алмазные подвески королевы Франции и драгоценный камень – желтый алмаз из романа английского писателя XIX века Уилки Коллинза.
Если верить тексту, где автор ссылается на старинное индийское придание, то знаменитый желтый алмаз получил собственное имя Лунный камень (так назван и роман).
В нем рассказывается, что будто блеск алмаза подчиняется Луне, т.е. увеличивается с полнолунием и уменьшается, если на небе виден лунный серп.
Вопросы.
В каких произведениях других авторов встречаются описания физических явлений, наблюдаемых с помощью алмаза? (Куприн описал игру света в бриллианте.)
Объяснить описанную Куприным игру света в бриллианте.
Где используются кристаллы-алмазы?
Дать определение кристаллов?
Привести примеры кристаллов.
Лист №3 (слайд 39)
Решение качественных задач
Почему от вращающегося точильного камня летят искры, если прижать к нему кусок стали?
Как надо опускаться по гимнастическому канату, чтобы не поранить руки? Почему?
Почему метеориты, влетающие с большой скоростью в атмосферу земли, обычно сгорают, не долетая, достигнув её поверхности?
Как объяснить кажущееся исчезновение кинетической энергии вагона, движущегося по инерции, при его остановки?
Почему в процессе вбивания гвоздя в дерево, шляпка гвоздя не нагревается, если же гвоздь вбит, то достаточно нескольких ударов, чтобы гвоздь нагрелся.
6. Рефлексия-7 мин.
(слайд 40) Предлагаю вам ответить на вопрос: Применяются ли положения, законы Молекулярной физики и термодинамики в искусстве, природе, быту, профессиональной деятельности? Приведите примеры.
7.Подведение итогов -3 мин. (слайд 40)
8. Домашнее задание -2 мин. (слайд 41)
Решить упр.4,5,6, 7 (6)














m

р V

T

Возможность
несколькими
способами
менять
давление
газа

Амортизаторы шины, тепловые двигатели



pV=(m/
·)RT
Р=(m RT)
·V



15