Конспект урока решение задач первый закон термодинамики

Обновлено: 04.07.2024

Дидактическая цель: Создать условия для систематизации изученного материала, выявления уровня овладения системой знаний и умений.

Задачи урока:

- обеспечить прочное усвоение темы;

- повторить и проанализировать формулы для расчета внутренней энергии одноатомного идеального газа, работы газа, первого закона термодинамики;

- проконтролировать степень усвоения знаний, умений и навыков по данной теме.

- развивать умение логически мыслить; умение находить взаимосвязь между различными темами в физике и способствовать обучению студентов умению переносить знания, полученные на уроках физики, в область решения вопросов, связанных с другими предметами: как математика, биология;

- развивать умение применять теоретические знания для решения практических задач;

- развивать самостоятельность мышления, речь, память;

- развивать способности к оценочным действиям.

- создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу и предмету в целом, для реальной самооценки студентов.

Тип урока: урок повторения, систематизации и обобщения знаний, закрепления умений.

Методы обучения: словесный, наглядный, репродуктивный, проблемный (решение задач), частично-поисковый.

Формы обучения: фронтальная, индивидуальная.

Методы контроля: письменный, устный.

Межпредметные связи: математика, биология, химия.

Методическое и дидактическое сопровождение урока:

- презентация, созданная с помощью средств Microsoft PowerPoint (приложение);

- Компьютер, экран, мультимедиапроектор;

- Раздаточный дидактический материал (карточки с задачами) для студентов.

Для студентов:

2. А. П. Рымкевич. Физика.Задачник. Москва: Дрофа-2010 г.

Для преподавателя:

1. Громов С.В. Шаронова Н.В. Физика, 10—11: Книга для учителя. – М., 2004.

2. Кабардин О.Φ., Орлов В.А. Экспериментальные задания по физике. 9—11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М., 2001.

4. Касьянов В.А. Физика. 10, 11 кл. Тематическое и поурочное планирование. – М., 2002.

5. Лабковский В.Б. 220 задач по физике с решениями: книга для учащихся 10—11 кл. общеобразовательных учреждений. – М., 2006.

6. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования / Министерство образования РФ. – М., 2004.

Задачи урока:

- развивающие: способствовать развитию навыков исследовательской деятельности учащихся, синтетического мышления (анализа, систематизации знаний, обобщения), формирование алгоритмического мышления;

- воспитательные: создать условия для развития самостоятельности учащихся, коммуникативной культуры (умение работать в коллективе, аргументировать свою точку зрения и уважение к другой точке зрения), способствовать повышению мотивации учащихся.

Оборудование: доска, компьютер, проектор, карточки.

Ход урока:

Организационный момент.

Актуализация опорных знаний:

Всех обучающихся в классе необходимо разделить на четыре группы по четыре-пять человек. Каждой из групп будет дан набор карточек с изображением букв относящихся к различным термодинамическим величинам. Задача заключается в следующем: составить выражения для первого начала термодинамики, применительно к изопроцессам. Эти выражения имеют следующий вид:

в изотермическом процессе температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0

В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0. Следовательно,

Здесь U₁ и U₂ – внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля). При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q 0), и его внутренняя энергия увеличивается. При охлаждении тепло отдается внешним телам (Q

В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением

Первый закон термодинамики для изобарного процесса дает:

При изобарном расширении Q 0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q ₂ ₁; внутренняя энергия убывает, ΔU

В адиабатическом процессе Q = 0; поэтому первый закон термодинамики принимает вид

т. е. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии.

На плоскости (p, V) процесс адиабатического расширения (или сжатия) газа изображается кривой, которая называется адиабатой. При адиабатическом расширении газ совершает положительную работу (A 0); поэтому его внутренняя энергия уменьшается (ΔU

Таким образом, требуется сделать карточки с следующими символами: A, –ΔU, p, Q, ΔV.

Решение задач.

Конкурс решения задач

Сущность конкурса состоит в решении задач разных уровней сложности на конкурентной основе. То есть, каждой из четырех групп предлагается задача (для равенства условий, одна и та же) для независимого решения. Первая решившая группа получает наивысший (предусмотренный для данной задачи) балл, прочие группы – по нисходящей. В результате, общая сумма баллов, набранная командами, будет коррелировать с оценкой в десятибалльной шкале, это позволит всем выставить оценки в конце урока. Итоговые оценки будут напрямую зависеть от интенсивности работы учащихся.

Далее приведен приблизительный перечень задач, которые будут предлагаться к решению.

1. В некотором процессе газ совершил работу A=30 Дж, получив при этом количество теплоты Q=50 Дж. Как изменилась внутренняя энергия газа? Ответ: 20 Дж. (10 баллов)

3. В начальном состоянии внутренняя энергия идеального газа U₁=25 Дж. Газ изохорно нагрели, сообщив ему, количество теплоты Q=50 Дж. Определите величину внутренней энергии в конечном состоянии. Ответ: 75 Дж. (20 баллов)

3. Идеальный газ, находящийся под давлением p=2∙105 Па и количеством 2 моль, изобарно нагрелся от температуры T₁=300 К до T₂=370 К. Количество теплоты переданное газу Q=590∙10-5 Дж. Определите изменение внутренней энергии газа. Ответ: 83мкДж. (30 баллов)

4. Во время расширения в цилиндре с поперечным сечением S=200 см 2 , вызванного нагреванием, газу было передано количество теплоты Q=1,5∙10 5 Дж, причем давление газа оставалось постоянным и равным p=2∙10 7 Па. Какое условие необходимо добавить в задачу, чтобы определить, как изменится внутренняя энергия газа? Ответ: добавить смещение поршня ∆x.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

План-конспект урока

Учитель: Фролов Юрий Викторович

Тип урока: обобщение и систематизация знаний

Задачи урока:

- воспитательные : создать условия для развития самостоятельности учащихся, коммуникативной культуры (умение работать в коллективе, аргументировать свою точку зрения и уважение к другой точке зрения), способствовать повышению мотивации учащихся.

Оборудование: доска, компьютер, проектор, карточки .

Ход урока:

Организационный момент.

Актуализация опорных знаний :

В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0. Следовательно,

Здесь U ₁ и U ₂ – внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля). При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q > 0), и его внутренняя энергия увеличивается. При охлаждении тепло отдается внешним телам (Q

В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением

Первый закон термодинамики для изобарного процесса дает:

При изобарном расширении Q > 0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q ₂ ₁ ; внутренняя энергия убывает, ΔU

В адиабатическом процессе Q = 0; поэтому первый закон термодинамики принимает вид

т. е. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии.

На плоскости (p, V) процесс адиабатического расширения (или сжатия) газа изображается кривой, которая называется адиабатой. При адиабатическом расширении газ совершает положительную работу (A > 0); поэтому его внутренняя энергия уменьшается (ΔU

Таким образом, требуется сделать карточки с следующими символами: A, –ΔU, p, Q, ΔV.

Решение задач.

Конкурс решения задач

Далее приведен приблизительный перечень задач, которые будут предлагаться к решению.

3. В начальном состоянии внутренняя энергия идеального газа U ₁ =25 Дж. Газ изохорно нагрели, сообщив ему, количество теплоты Q=50 Дж. Определите величину внутренней энергии в конечном состоянии. Ответ: 75 Дж. (20 баллов)

3. Идеальный газ, находящийся под давлением p=2∙105 Па и количеством 2 моль, изобарно нагрелся от температуры T ₁ =300 К до T ₂ =370 К. Количество теплоты переданное газу Q=590∙10-5 Дж. Определите изменение внутренней энергии газа. Ответ: 83мкДж. (30 баллов)

Тип урока: комбинированный урок с применением современных компьютерных технологий.

Задачи урока:

Образовательные – продолжить формирование умения использовать первый закон термодинамики для описания процессов в газах.
Развивающие – продолжить развитие теоретического мышления школьников при решении задач: осознание целей решения, проговаривание анализа явления, разработка плана действий, обоснование своих практических и умственных действий, творческое обсуждение результатов решения.
Воспитательные – развивать интерактивно-коммуникативные способности.

Применяемые технологии:

коммуникативно-ориентированное обучение;
развитие познавательных интересов;
личностно-ориентированное обучение
информационные технологии (Интернет, интерактивные технологии).

Оборудование и оснащение:

интерактивная доска Hitachi, компьютер, проектор;
демонстрационное оборудование.

Время – 40 минут.

Этапы урока	Время, мин.	Приёмы и методы
1. Организационный момент.	2-3	Информация учителя.
План работы. Повторение.	10	Фронтальный и индивидуальный опрос.
2. Отработка знаний и умений.	10	Решение задач. Записи на доске и в тетради.
3. Контроль знаний.	15	Тест. Оперативный анализ ошибок.
4. Домашнее задание.	2	Запись на доске.

Урок состоит из двух частей: вначале организуется повторение и углубление знаний при коллективном и индивидуальном решении задач, затем выполняется письменная работа по вариантам (тест). Основной задачей остаётся выделение и описание тепловых явлений.

Двое – трое школьников всё время работают у доски (интерактивной и обычной). Фронтально обсуждаются отдельные стороны решения задач.

Фронтальный опрос.

Эксперимент. Расширение воздуха при вылете пробки из сосуда.

Какую термодинамическую систему мы рассматриваем?

(Ответ. Воздух с парами воды.)

Можно ли наблюдаемый процесс назвать адиабатическим?

(Ответ. Можно, так как вылетает пробка очень быстро и теплообмен не успевает произойти.)

Изменилась ли внутренняя энергия воздуха, если да, то как?

(Ответ. Появление тумана в сосуде говорит об охлаждении газа, значит, его внутренняя энергия уменьшилась за счёт совершения работы.)

Проверка и оценка выполнения заданий на интерактивной и обычной доске.

В условиях возрастающей визуальной нагрузки в школе, необходимо научиться расслаблять глаза, несмотря на психическое и эмоциональное напряжение. Эти упражнения расслабляют напряженные мышцы глаз и одновременно активизируют, вливают новые силы в нервные клетки сетчатки, создавая так называемую легкую игру для зрения.

Физкультурная минутка.

(3-минутный комплекс, выполняемый в середине урока.)

На счёт 1-4 закрыть глаза, сильно напрягая глазные мышцы, затем раскрыть глаза и на счёт 1-6, расслабив мышцы глаз, посмотреть вдаль. Повторить 4-5 раз.
На счёт 1-4, не поворачивая головы, посмотреть направо и зафиксировать взгляд, затем на счёт 1-6 посмотреть вдаль прямо. Аналогично провести упражнения с фиксацией взгляда влево, вверх и вниз. Повторить 3-4 раза.
Исходное положение – сидя на стуле, руки на поясе. На счёт 1 – повернуть голову направо, на счёт 2 вернуться в исходное положение. То же налево. Повторить 6-8 раз в медленном темпе.

Это интересно: Анимационная картинка на доске.

Примеры изменения внутренней энергии ().

4. Решение задачи, записанной на интерактивной доске. Подсказки к решению задачи закрыты непрозрачным экраном (приложение № 5).

В зависимости от того насколько интенсивно работал класс, эта задача либо решается на уроке, либо разбирается устно, с последующим решением дома.

Читайте также: