Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Физика пәнінен курстық жұмыс: "термодинамика"

Физика пәнінен курстық жұмыс: "термодинамика"



Осталось всего 4 дня приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

















































М а з м ұ н ы




Кіріспе......................................................................................................................3

Негізгі бөлім

І-тарау Термодинамика тарауының физикалық негіздерінің тиориясы теориясы

1.1. Термодинамика заңдары.................................................................................5

1.2. Жылулық процесстердiң қайтымдылығы. Тура және керi циклдар. Жылу двигателi. Карно циклi...........................................................................................9

ІІ-тарау Термодинамика тарауын оқыту әдістемесі

2.1. Термодинамика тарауында өтілетін тақырыптардың сабақ жоспары....12

2.2. Термодинамика тарауында өтілетін тақырыптардың және есептер шығару үлгісі.........................................................................................................21

2.3. Термодинамика тарауы бойынша қойылатын физикалық практикумдар.........................................................................................................24

Қорытынды..........................................................................................................27

Пайдаланылған әдебиеттер...............................................................................29
























Кіріспе


Физика материя қозғалысының неғұрлым жалпы қасиеттері мен заңдарын зерттейді. Ол осы заманға жаратылыс тануда жетекші роль атқарады. Мұның өзі физикалық заңдардың, теориялардың және зерттеу әдістерінің барлық жаратылыс ғылымдары үшін шешуші мәні барлығымен байланысты. Физика - қазіргі заманғы техниканың ғылыми негізі. Ғылым мен техниканың әрі қарай дамуы физика жетістіктерінің техника мен өндірістерінің түрлі салаларына одан әрі неғұрлым терең етуіне алып келеді. Жаратылыстану үшін және техниканы дамыту үшін физиканың мәні арта беруіне байланысты, физиканы білу қазіргі қоғамның әрбір адамына қажетті бола түсуде.

Физиканы оқыту процесінде оқушыларды физиканың өнеркәсіп пен ауыл шаруашылығындағы, транспорт пен медицинадағы аса маңызды қолданыстармен таныстыруға, автоматика туралы түсінік беруге, практикада кеңінен қолданылатын өлшеу приборларымен және құрал-саймандармен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыруға мүмкіндік туады. Оқушыларды қоғамдық пайдалы еңбекке дайындау үшін мұның үлкен маңызы бар.

Физиканы оқып үйрене отырып, оқушылар көптеген табиғат құбылыстарымен және оларға берілген ғылыми түсініктермен танысады, балалардың бойында дүниенің материалылығы туралы, қандай да болсын жаратылыстан тыс күштің жоқтығы, адамның қоршаған әлемді тану мүмкіндігінің шексіздігі туралы сенім қалыптасады. Физика мен техниканың даму тарихымен таныса келе, оқушылар адамның, ғылыми білімдерге сүйене отырып, айналадағы шындық болмысты қалай қайта өзгертетінін, өзінің табиғатқа билігін қалай арттыратынын түсіне бастайды.

Физикалық теориялар мен заңдарды оқып үйрену, құбылыстар арасындағы себеп-салдарлық байланыстарды анықтау, нақты физикалық есептерді шешуге теориялық білімдерді қолдану оқушылардың логикалық ойлануын, олардың танымдық қабілеттерін дамытуда үлкен роль атқарады.

Орта мектептерде физиканы оқытудың алдында төмендегі негізгі міндеттер тұр:

оқушыларға физика бойынша бастапқы білімдер жүйесін беру;

физика жөніндегі ғылыми зерттеулерде қолданылатын әдістер туралы түсінік беру, бұл әдістерді меңгеруге жәрдемдесу;

мектеп оқушыларының ойлауын дамытуға, олардың бойында дидактикалық-материалистік көзқарастың қалыптасуына көмектесу;

оқушыларға политехникалық білім беруді, оларды қоғамдық пайдалы еңбекке және мамандық таңдауға әзірлеуді жүзеге асыру; Физиканың бастауыш курсы өзінің оңайлығына қарамастан, жүйелі білім беруге тиіс. Бұл жағдайда ол оқушылардың физикалық білімдерге деген қажетін толығырақ қанағаттандырады және олардың жоғарғы сыныптарда физика мен басқа да пәндерді оқып үйренуге дайындығын жақсартады.

Физика - эксперименттік ғылым, сондықтан мектепте физиканы оқытудың негізінде де эксперимент қойылуға тиіс.

Курстық жұмыстың мақсаты: Термодинамика тарауына теориялық тұрғыдан сипаттама бере отырып,мұндағы сабақтардың сабақ жоспары,физикалық практикум және есептердің шығарылуын талдап,электродинамика тарауын оқыту әдістемесін қалыптастыру.

Курстық жұмыстың міндеті:

1. Термодинамика бөлімінің теориясын қарастыру, оның ішінде электростатика негіздері, тұрақты ток заңдары, магнит өрісі, электромагниттік индукция құбылысын зерттеу.

2. Термодинамика бөлімін оқыту әдістемесін қарастыру, оның ішінде:

электродинамика тарауында өтілетін тақырыптардың сабақ жоспары мен электродинамика бөлімінде қойылатын физикалық практикумдар;

3. Термодинамика тарауына берілген есептердің шығарылуын талдап көрсету.






























І-тарау ТЕРМОДИНАМИКА ТАРАУЫНЫҢ ҚЫСҚАША ТЕОРИЯСЫ

1.1. Термодинамика заңдары


Термодинамика – энергияның түрленуiне қатысты жалпы заңдарға негiзделген жылулық процесстер туралы ғылым. Бұл заңдар молекулалық құрылымдарына байланыссыз барлық денелер үшiн орындалады.

Iшкi энергия туралы түсiнiк. Термодинамикадағы жұмыс

Iшкi энергия туралы түсiнiк. Макроденелерд механикалық энергиямен қатар, өздерiнiң iштерiне тұйықталған энергияға ие. Ол – iшкi энергия. Ол барлық энергетикалық түрленулердiң балансына кiредi. Механикалық жұмыс жасамай-ақ денелердi қыздырғанда, олардың iшкi энергиясы ұлғаяды. Iшкi энергияның механикалық энергияға айналуының керi процесi болатыны сөзсiз. Молекулалық-кинетикалық теория көзқарасынан макроскопиялық дененiң iшкi энергиясы барлық молекулалардың ретсiз қозғалыстарының кинетикалық энергиялары мен олардың бiр-бiрiмен өзара әсерiнiң потенциалдық энергияларының қосындысына тең.

Термодинамикадағы жұмыс. Термодинамикада қозғалыстағы ортаның аз бөлшектерiнiң бiр-бiрiне қатысты орын ауыстыруы ғана қарастырылады. Нәтижесiнде дене көлемi, оның iшкi энергиясы өзгередi. Дене жылдамдығы тұтасымен алғанда нөлге тең болып қалады. Жұмыс классикалық механикадағы сияқты анықталады, бiрақ ол дененiң кинетикалық энергисының өзгеруiне емес, оның iшкi энергиясының өзгеруiне тең болады. Мысалы, газдардың сығылуы кезiнде поршень өзiнiң механикалық энергиясының бiр бөлiгiн газдарға бергендiктен, молекулалардың кинетикалық энергиясы ұлғаяды, газ қызады. Керiсiнше, егер газ ұлғайса, онда алыстаған поршенмен соқтығысқаннан кейiн молекулалардың жылдамдығы азайып, газ суиды.

Жұмысты есептеу. Қозғалмалы ортаның көлемi өзгергендегi iстелген жұмыс мынаған тең болады

А′ = p·(V2-V1) = p·ΔV. (3.1)

hello_html_4fb06929.png

3.1-сурет

hello_html_m316d4e3c.png

3.2-сурет

Ұлғаю кезiнде (V2 > V1) газ оң жұмыс жасайды: А′>0. Сығылу кезiнде V2<V1, сондықтан оның жұмысы терiс болады: А′<0. Керiсiнше, газ сығылған кездегi сыртқы күштердiң жұмысы оң болады да, газ қыза бастайды. Ұлғаю кезiнде сыртқы күштердiң жұмысы терiс болады – газ суиды.

Тұрақты қысым жағдайында, газдың жұмысы геометриялық тұрғыдан түсiндiргенде 3.1.–суретiнде келтiрiлген (P-V) графигiндегi V1АВV2 тiк төртбұрышының ауданына дәлме-дәл тең екендiгiн оңай көруге болады. Жалпы жағдайда газ қысымы көлемге байланысты функция болып табылады. Бiрақ, газ жұмысы бұрынғысынша сандық түрде бастапқы және соңғы күйлердегi p1 және p2 қысымдарына тең AV1 және AV2 кесiндiлерiмен және P-ның V-ға байланысты графигiмен шектелген фигураның ауданына тең болады(3.2-сурет).

Жылу мөлшерi. Жылу балансының теңдеуi

Жұмыс жасалынбай-ақ, бiр денеден екiншi денеге энергияның берiлу процесi жылу алмасу немесе жылу берiлу деп аталады. Жылу алмасу кезiндегi iшкi энергияның өзгеруiнiң мөлшерлiк шамасын жылу мөлшерi деп атайды. Жылу алмасудың үш түрi бар - жылуөткiзгiштiк, конвекция және сәуле шашу (сәулелi жылу алмасу) (3.3 - сурет).

Меншiктi жылу сыйымдылығы. Массасы m дененi t1 температурадан t1 температураға дейiн қыздыру үшiн оған мынадай жылу мөлшерiн беру қажет:

Q = c·m·(t2 -t1) = c·m·Δt. (3.2)

Бұл қатынас дененiң сууы кезiнде де орындалады, бiрақ ол жағдайда жылу мөлшерi терiс болады, себебi Δt<0. Пропорционалдық коэффициент с меншiктi жылу сыйымдылығы деп аталады.

Меншiктi жылу сыйымдылығы деп температурасы 1oК-ге өзгергендегi массасы 1 кг дененiң алған немесе берген жылу мөлшерiн айтамыз.

Меншiктi жылу сыйымдылығы c заттың физикалық қасиеттерiне қалай байланысты болса, жылу алмасуы жүретiн процестiң түрiне де солай байланысты болады.

Буға айналудың меншiктi жылуы. Сұйықты буға айналдыру үшiн оған белгiлi бiр жылу мөлшерiн беру қажет.

1 кг сұйықты тұрақты температурада буға айналдыру үшiн қажет болатын жылу мөлшерiн заттың буға айналуының меншiктi жылуы деп атайды. Бұл шама r символымен белгiленедi және СИ жүйесiнде Дж/кг-мен өлшенедi.

Массасы m сұйықты буға айналдыру үшiн мынадай жылу мөлшерi қажет:

Qбу = r·m. (3.3)

Конденсация кезiнде дәл сондай жылу мөлшерi бөлiнедi: Qбу = - rm.

Балқудың меншiктi жылуы. Дене тұрақты температурада балқиды. Молекулалардың кинетикалық энергиясы өзгермейдi, барлық берiлетiн жылу олардың потенциалдық энергиясын ұлғайтуға шығындалады.

1 кг затты сол температурадағы сұйыққа айналдыруға қажет болатын жылу мөлшерiн балқудың меншiктi жылуы λ (Дж/кг) деп атайды.

Массасы m болатын кристаллдық дененi балқыту үшiн мынадай жылу мөлшерi қажет:

Qбал = λ·m (3.4)

Жылу балансының теңдеуi. Тұйық жүйедегi жылу алмасу кезiнде, оның iшкi энергиясының қосындысы өзгермейдi. Кез келген жеке алынған дененiң энергиясының өзгерiсi жылулық тепе-теңдiк басталғанға дейiнгi дененiң берген немесе алған жылу мөлшерiне тең: ΔUi = Qi. Барлық денелер үшiн бұл шамаларды қосып және жүйенiң жинақталған iшкi энергисы тұрақты екенiн ескерiп, мынаны аламыз: ΔU1 + ΔU2 + ΔU3 +... = 0. Бұдан мына теңдеу шығады:

Q1 + Q2 + Q3 +… = 0. (3.5)

Бұл теңдеу жылу балансының теңдеуi деп аталады. Мұндағы Q1, Q2, Q3,..- жылу алмасу процесi кезiндегi дененiң берген немесе алған жылу мөлшерлерi. Олар жоғарыда көрсетiлген формулалармен өрнектеледi.

Идеал газдың iшкi энергиясы

Идеал газдардың iшiнде өзiнiң физикалық қасиеттерi бойынша қарапайым болып табылатын газ - бiр атомды газ (гелий, неон, аргон және т.б.).

Бiр атомды газдың iшкi энергиясы. Идеал газдың барлық iшкi энергиясы оның молекулаларының қалыптаспаған қозғалысының кинетикалық энергиясы болып табылады. Массасы m бiр атомды газ үшiн ол бiр атомның орташа кинетикалық энергиясының E = 3kT/2 жалпы атомдар санына N = mNa/M көбейткенге тең. kNa = R екенiн ескерiп, мынаны табамыз:

U = 3mRT/2M. (3.6)

Бiр атомды идеал газдың iшкi энергиясы, молекулаларының өзара әсерлесуiнiң потенциалдық энергиясы нөлге тең болғандықтан, көлемге (қысымға) байланысты емес. Тек газ температурасының өзгеруiнiң есебiнен ғана газдың энергиясы өзгередi. Нақты газдар және сұйықтар үшiн молекулалардың орташа потенциалдық энергиясы нөлден өзгеше. Газдарда ол кинетикалық энергиямен салыстырғанда өте аз, ал сұйықтар мен қатты денелер үшiн кинетикалық энергиямен шамалас болып келедi. Демек, жалпы жағдайда, iшкi энергия потенциалдық энергия сияқты қозғалмалы ортаның көлемiне, температурасына тәуелдi болады.

Термодинамиканың бiрiншi заңы. Көптеген деректердi жинақтаудың негiзiнде энергияның сақталуының жалпылама заңы тұжырымдалды: табиғатта энергия U жоқтан пайда болмайды және жоғалмайды, ол тек бiр түрден екiншi түрге ауысады.

Жылу құбылыстарында таралған энергияның сақталу және айналу заңы термодинамиканың бiрiншi заңы деп аталады.

Жалпы жағдайда, жүйенiң бiрiншi U1 күйден екiншi U2 күйге ауысуы кезiнде, iшкi энергия атқарылған жұмыстың есебiнен қалай өзгерсе, жүйеге сырттан берiлген жылудың әсерiнен де солай өзгере алады. Термодинамиканың бiрiншi заңы нақ осылай тұжырымдалады: iшкi энергияның өзгерiсi жүйеге берiлген жылу мөлшерi мен сыртқы күштердiң жұмысының қосындысына тең:

ΔU = A + Q. (3.7)

Егер жүйе жылу өткiзбейтiн болса (Q = 0) және ол механикалық жұмыс атқармаса (А=0), онда ΔU = 0, немесе U1=U2: тұйық жүйенiң iшкi энергиясы өзгермейдi (сақталады). Бұл дерек жылулық баланс теңдеуiн қорытқанда қолданылған болатын.

Термодинамиканың бiрiншi заңынан, ешқандай энергетикалық шығынсыз шексiз мөлшерде жұмыс жасай алатын қондырғыны – мәңгiлiк двигательдi жасап шығару мүмкiндiгiнiң терiстiгi шығады. Шын мәнiнде, егер жүйеге жылу берiлмесе (Q = 0 ), онда жұмыс A iшкi энергияның азаюы есебiнен ғана жүзеге асар едi: A = ΔU. Двигатель, энергия қоры таусылғаннан кейiн, жұмысын тоқтатады.

Термодинамиканың бiрiншi заңын изопроцестерге қолдану

Изохоралық процесс. Бұл процесте газ көлемi өзгермейдi: V = const. Газдың iшкi энергиясының өзгерiсi оған берiлген жылу мөлшерiне тең: ΔU = Q. Егер газ қыздырылса , онда Q > 0 және ΔU > 0 – iшкi энергия ұлғаяды. Газды суытқан кезде: Q < 0 және ΔU < 0, оның iшкi энергиясы азаяды.

Изотермалық процесс. Изотермалық процесс кезiнде газдың температурасы тұрақты болады (Т = const) және оның iшкi энергиясы өзгермейдi. Газға берiлген барлық жылу мөлшерi пайдалы жұмыс атқаруға жұмсалады: Q = А′. Газ белгiлi жылу мөлшерiн (Q > 0) алған кезде, ол оң жұмыс атқарады (А′ > 0). Керiсiнше, егер газ қоршаған ортаға жылу берсе, онда оның атқарған жұмысы терiс болып саналады.

Изобаралық процесс. Изобаралық процесс кезiндегi газға берiлген жылу мөлшерi оның iшкi энергиясының бiрге өзгеруiне және қысым тұрақты болған кездей P = const жұмысты атқаруға шығындалады.

Адиабаталық процесс. Қоршаған ортамен жылу алмасуы болмайтын жағдайда өтетiн жүйедегi изопроцесс адиабаталық процесс деп аталады.

Адиабаталық процесс кезiнде Q = 0 және жүйенiң iшкi энергиясының өзгеруi жұмыс атқару арқылы ғана жүредi: ΔU= А. ΔU= А теңдiгi белгiлi қорытынды жасауға мүмкiндiк бередi. Егер жүйеде оң жұмыс жасалса, мысалы газ сығылатын болса, онда оның iшкi энергиясы ұлғаяды және температурасы өседi. Керiсiнше , газ ұлғайған кезде, ол өзi оң жұмыс атқарады (Аұ > 0). Оның iшкi энергиясы азаяды да, газ суиды.

Егер цилиндр түбiне эфирге батырылған мақтаны салып, дереу поршендi қозғалтсақ, онда мақтадағы эфир буы жалындайды. Бұл эффект Дизель двигателiнiң жұмыс iстеу принципiнiң негiзiне алынған.

hello_html_m1bd0f990.png

3.5-сурет

Бұл жерде цилиндрге жанармай қоспасы емес, кәдiмгi атмосфералық ауа сорылады. Сығылу тактының соңында арнайы форсунка арқылы сұйық отын - солярка шашыратылады. Осы сәтте сығылған ауа температурасының жоғарлағаны сондай, тiптен жанармай тұтанады.

Күн көзiнiң әсерiнен жылыған ауа, жоғары көтерiледi де, биiктiкке көтерiлген сайын қысымның азаюына байланысты тез арада ұлғайып-таралады. Бұл ауаның ұлғайып-таралуы оның салқындауына әкелiп соғады. Осының нәтижесiнде су булары конденсацияланады да, бұлттар пайда болады (3.5 - сурет).


1.2. Жылулық процесстердiң қайтымдылығы. Тура және керi циклдар. Жылу двигателi. Карно циклi

Энергияның сақталу заңы, оның мөлшерiнiң өзгермейтiндiгiн жариялағанымен, бұнда қандай энергетикалық түрленулердiң шын мәнiнде мүмкiн болатындығын көрсетпейдi. Табиғаттағы процесстердiң барлығы тек белгiлi бiр бағытта ғана өтедi. Олар өз бетiнше керi бағытта жүзеге асырылмайды.Өз бетiнше тек бiр бағытта ғана өтетiн процестердi қайтымсыз процестер деп атайды; керi бағытта олар өздерiн тек қана күрделiрек процесстер тiзбегiнiң бiр звеносы ретiнде ғана көрсете алады.

hello_html_m4f68d6f3.png

3.6-сурет




hello_html_m5618f809.png

3.7-сурет

Термодинамиканың екiншi заңы. Термодинамиканың екiншi заңы энергетикалық түрленулердiң бар болу мүмкiндiгiнiң бағытын көрсетедi. Салқынырақ денеден ыстығырақ денеге жылуды тасымалдау, екi жүйеде де немесе қоршаған ортада бiр мезгiлде басқа өзгерiстер жасамайынша, мүмкiн емес.

Жылу двигателi. Iс-әрекетi жұмыс атқарушы дененiң механикалық энергиясын iшкi энергияға түрлендiруге негiзделген двигательдер жылу двигателдерi деп аталады (3.6, 3.7, 3.8 - суреттер).

Кез-келген дененiң (қыздырғыштың) iшкi энергиясын, қыздырғыштың жылуын басқа температурасы төменiрек денеге(тоңазтқышқа) бергенде ғана, яғни тек жылу алмасу процесi кезiнде ғана, iшiнара механикалық энергияға айналдыруға болады.

hello_html_6d798d62.png

3.8-сурет

Ең алғаш рет бұл мәселенi, идеалды жылу машинасын ойлап тапқан француз ғалымы С.Карно зерттедi. Ондай машинаны құрастыру үшiн жоғарғы температурадағы қыздырғыш, мейлiнше төмен температурадағы тоңазтқыш және жұмыс атқарушы дене болуы керек (3.9 - сурет). Барлық жылу машиналарындағы жұмыс атқаратын дене, өзi ұлғайған кезде жұмыс жасайтын, газ болып табылады. Тоңазтқыш ретiнде атмосфера, не болмаса конденсатор деп аталатын салқындатуға арналған арнайы қондырғылар алынады.

Карно циклi. Жұмыс атқарушы дене қыздырғыштан QҚ жылу мөлшерiн алады да, тоңазытқышқа QT жылу мөлшерiн бередi, ал (QҚ - QT) айырымын Aұ жұмысқа айналдырады. Жұмыс атқарушы дене ұлғайған кезде өзiнiң барлық iшкi энергиясын жұмыс жасауға берiп жiбере алмайды. Жылудың едәуiр бөлiгi мiндеттi түрде жұмысын атқарған газбен бiрге тоңазытқышқа берiледi. Iшкi энергияның бұл бөлiгi қайтарылмай, бiржола жоғалады.

Карно машинасындағы жұмыс атқарушы дене, өз күйiнiң өзгеру циклiн периодты түрде қайталап тұратын, идеалды газ болып табылады. Бұл цикл Карно циклi деген атақ алды, осыған ұқсас процесстер айналмалы немесе циклдық процесстер деп аталады.

Карно машинасында үйкелiске және қоршаған ортамен жылу алмасуға кеткен энергиялардың шығындары ескерiлмейдi, сондықтан бұл машинаны Карноның идеалды жылу машинасы деп атайды (3.10 - сурет).

hello_html_m717856d2.png

3.9 - сурет

hello_html_m7d834762.png

3.10 - сурет

Айналмалы процесс немесе цикл деп бiрнеше күйлер қкатарынан өтiп өзiнiң бастапқы күйiне қайтып келетiн жүйе процесiн айтады.

Егер айналмалы процесс сағат тiлi бойынша жүретiн болса (3.11-сурет), онда жұмыс оң болады және цикл- тура цикл деп аталады.

Егер айналмалы процесс сағат тiлiне қарсы жүретiн болса (3.12-сурет), онда жұмыс терiс болады , ал цикл- керi цикл деп аталады.

Жылу двигателiнiң пайдалы әсер коэффициентi (ПӘК)- η деп тура циклдық процесс кезiндегi жұмыс атқарушы дененiң жасаған жұмысы Aұ-тың қыздырғыштан алынған жылу мөлшерiне қатынасын айтады:

hello_html_m58c360bb.png(3.8)

hello_html_m3f36b5d2.png

3.11-сурет

hello_html_485518a5.png

3.12-сурет

Барлық двигательдердегi жылудың кейбiр мөлшерi тоңазтқышқа берiлетiн болғандықтан, η<1.

Жылу двигателiнiң ПӘК-i қыздырғыштың Т1 және тоңазтқыштың Т2 температураларының айырымына тура пропорционал.

Карноның идеалды жылу машинасының ПӘК –i мынадай мәнге ие:

hello_html_m43991e47.png(3.9)

Карно дәлелдеп бергенiндей, осы формуланың мәнi мынада: кез келген нақты жылу машинасының ПӘК-i, идеалды жылу машинасының ПӘК – iнен артық болмайды.

ІІ-тарау ТЕРМОДИНАМИКА ТАРАУЫН ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ


2.1. Термодинамика тарауында өтілетін тақырыптардың сабақ жоспары және есептер шығару үлгісі

Оқушының жеке тұлғасы,оқуға деген ынтасы мен қабілетін дамыту бүгінгі күннің негізгі мәселелерінің бірі. Осы аталған қасиеттерді жетілдіру арқылы олардың білім көкжиегін кеңейтіп, дамыта аламыз. Сонымен қоса физика курсынан алған білімдерінің практикалық пайдаланылуы мен күнделікті өмірде қолданылуын көрсете білуіміз керек.Төменде «Жылулық құбылыстар» тақырыбын өтуге арналған сабақ жоспарын ұсынып отырмын.

8 сынып

Сабақтың тақырыбы: Жылулық құбылыстар

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушылардың «Жылулық құбылыстар» тақырыбындағы алған білімдерін табиғаттағы жылулық құбылыстардың құпиясы мен сырын аша білуге әрі қолдана білуге үйрету;

Дамытушылық: Оқушылардың ой өрістерін дамыта отырып, іскерлік, ептілік, қабілеттерін қалыптастыру;

ТПрямоугольник 4әрбиелік: Ұжымдық әрекетке, қарым-қатынас жасай білуге, өзіндік жұмысқа, ақпаратты тауып қолдана,пайдалана білуге тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: Интелектуалды ойын,қорытындылау, жүйелеу сабағы

Көрнекіліктер: интерактивті тақта, плакат, үлестірмелі материалдар, суреттер.

Барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі

а) Сайыстың жүргізілу барысымен таныстыру.

б) Әділқазылар алқасын сайлау.

  1. гейм. «Бой сергіту».

1 Жылу берілудің түрлері (жылуөткізгіштік, конвекция, сәулелену)

2. Кондесация кезінде дененің ішкі энергиясы қалай өзгереді?(Төмендейді)

3 Сұйықтың кебу жылдамдығы неге байланысты? (сұйық бетінің ауданына, тегіне, температурасына)

4. Егер су құйылған стақанды жылы бөлмеден температурасы 00С болатын басқа бөлмеге ауыстырса, ондағы су булана ма? (Ия)

5. Молекулалардың ретсіз қозғалысы (жылулық қозғалыс)

6. Сұйықтың барлық көлемінде жүретін булану (қайнау)

7. Неге қыстың аязында адамның сақал мұртына қырау қатады? (Бу конденсацияланады, содан кейін кристалданады.)

8. Ылғалдылықты өлшейтін құрал (психрометр)

9. Табиғаттағы ең төменгі шектік температура -273 0С-қа тең, ол не деп аталады? (температураның абсолют нөлі)

10. Өз сұйығымен динамикалық тепе-теңдікте болмайтын бу (қанықпаған бу)

11. Бір стақанда ыстық және екіншісінде суық су бар. Осы екі стақандағы сулардың ішкі энергиялары бірдей ма?(Бірдей емес)

12. Температурасы өлшенетін денемен жылулық байланыста болатын құрал (термометр)

13. Сұйықтың бірлік массасын қайнау температурасында буға айналуға қажетті жылу (меншікті булану жылуы)

14. Өзінің сұйығымен динамикалық тепе-теңдікте болатын бу (қаныққан бу)

15. Салмақсыздық кезінде жылу беріле ме? (Жоқ)

16. Булану деп нені айтады?(Сұйықтың буға айналуы)

17. Жылу өткізгіштігіне қарай заттар нешеге бөлінеді? (нашар, жақсы өткізгіштер, диэлектриктер)

18. Бір зат молекулаларының басқа бір зат молекулаларының аралағына ену құбылысы (диффузия)

19. Аяздан жылы бөлмеге кірген адамның көзілдірлігі неге терлейді? (Ылғалдылық жоғары болғандықтан)

20. Қатты денелерде және вакуумде конвекция процессі жүрмейді. Неліктен? (Жылу ағын арқылы беріледі )

2 – гейм. «Көсемдікке ұмтылу». Топтарға кристал денелердің балқуы жәнеқатаюы туралы графиктер беріледі. График бойынша берілген сұрақтарға жауап қайтарады. Деңгейлі есептер беріледі.

hello_html_1ba1b4d4.png1-ші топқа: графиктік есеп: Массасы 1,5 кг мұзды қыздырды, балқытты, алынған су мөлшерін қыздырды. Суретте мұз температурасының өзгеру графигі берілген.

  1. Графиктің АВ, ВС және СД бөліктеріне қандай процесстер сәйкес келеді?

  2. Осы бөліктердегі мұз молекуласының кинетикалық энергиясы қалай өзгереді?

  3. АД бөлігіне қандай жылу мөлшері қажет?

hello_html_m485a03aa.pngЕсеп:

Массасы 0,75 кг суды 200С –тан 1000С-қа дейін ысытуға және 250 г будың пайда болуына қанша энергия жұмсалған?

2-ші топқа: графиктік есеп: Төмендегі суретте массасы 2 кг мұздың балқуы мен судың қайнау графигі көрсетілген.

  1. Графиктің АВ, ВС, СД, ДЕ, ЕF бөліктері қандай процестерге сәйкес келеді?

  2. Осы бөліктердегі молекулалардың кинетикалық энергиялары қалай өзгереді?

  3. АЕ бөлігіне қандай жылу мөлшері қажет?


Есеп: Температурасы 00С массасы 10 г суды қайнағанға дейін ысытып, одан әрі оны толық буға айналдыру үшін қандай жылу мөлшері жұмсалады?

Көрермендермен ойын. «Кім көп біледі?»

1. Ол бұл қозғалысты суда қалқыған өсімдіктерді бақылай отырып ашқан. Ол қандай қозғалыс және судың жағасындағы адамның есімін ата.

2. Бірі әшекей, бірі оқ бола алады. Тағдыр қосса бес жылдан кейін олардың 5 мм тереңдікке дейін бір бірімен бауырласқанын көруге болады екен. Бұл қандай заттар және қандай құбылыс?

3 – гейм. «Физикалық құбылыстар құпиясы». Өлең жолындағы құбылыстың мағынасын түсіндіру

  1. Найзағай

Бұлтты аспанның жүзінде,

Найзағай неге ойнайды!

Байқап тұрсаң түбінде,

Жаңбыр жаумай қоймайды.

Жауабы: От ойнатқан бұлтты аспан жүзінен,

Разряд әр текті, зарядтардан түзілген.

Күкіреген көкте тынбай гүрілдеп,

Ашылады күн шыққан соң күлімдеп.

  1. Жаңбыр

Көк аспанның төрінде,

Бұлттар жүзіп барады.

Күн күкірі тегін бе,

Жаңбыр неге жауады?

Жауабы: Булану, конденсация есебінен,

Көктен жаңбыр жауады дер едім мен.

Ауаның да біркелкі қызбауынан,

Тағы оның себебін көремін мен.

  1. Жел

Жылдың төрт мезгілінде де,

Мазасыз жел соғады.

Әлде бұл өздігінен бе,

Себебі бұл неден болады?

Жауабы: Температура бір болмай ауадағы,

Жылы ауа ағыны таралады.

Конвекция процесі пайда болып,

Біздіңше ол, жел соқты деп саналады.

  1. Қар

Қыста аспан түнеріп,

Қар жауады себелеп.

Себебін бізде білелік,

Сұрақ қойдық неге деп?

Жауабы: Қыс күнінде қардың жауу себебін,

Ауадағы су кристалдануы дер едім.

Жерге қарай оның құлап түсуін,

Ауырлық күші әсерінен көремін.

  1. Қайнау

Отта тұрған шәйнекте,

Су неліктен қайнайды?

Бұрқ сарқ етіп тездете

Қайнадым деп тасиды.

Жауабы: Қайнау деген сұйықтың булануы,

Көріп жүрміз қайнаған судан мұны.

Қайнар кезде ызылдап су шығарар,

Көпіршіктің жарылысынан туған үні.

4-гейм. « Сиқырлы қобдишадан шыққан бас қатырғылар». Әр топқа эксперименттік тапсырмалар беріледі.


  1. «Тарелкадағы тиынды қолды суламай қалай алуға болады?»

Қажетті құралдар: тарелка, су, тиын, сіріңке, қағаз.

  1. «Піскен әрі аршылған жұмыртқаны бүтіндей бөтелкеге қалай салуға болады?»

Қажетті құралдар: бөтелке, піскен жұмыртқа, сіріңке, қағаз.

  1. Металл пластинка және шыны пластина, жіп, сіріңке берілген. Металл мен шынының жылу өткізгіштігін қалай анықтауға болады?

  2. Екі бірдей стақанға ыстық су құйылған. Соның біреуіне 4-5 тамшы сұйық май тамыз. Бірнеше минуттан кейін екі ыдыстағы судың температурасын өлше. Екі стақандағы судың температурасы неліктен әр түрлі екенін түсіңдіріңдер. Жауаптарыңды дәлелдеңдер.

Көрермендермен ойын. «Жылу құбылыстар сырын ашатын мақал мәтелдер»

1. Отты үрлеген жағады, шындықты іздеген табады.

Отты үрлеген кезде, отқа жаңадан таза ауа келеді де оттың жақсы жануына себепші болады.

2.Түндіксіз үйден түтін түзу шықпайды.

Қыста уйге от жаққанда пеш, самауыр жақсы жануы үшін түндікті ашып, салқын ауаның кіріп, ластанған жылы ауаны сыртқа айдатқан. Конвекция құбылысы салқын ауа ауыр болғандықтан төмен түседі де, қызған жеңіл ауаны жоғары айдайды, яғни түтін түзу шықпайды.

3.Нан піскенше күлше күйеді.

Неғұрлым қыздырылған дененің массасы аз болса, соғұрлым оған аз жылу беру керек.

4.Тонның жылуы терісінен емес – жүнінен.

Жүніннің арасында ауа бар. Ауаның жылу өткізгіштігі нашар, сондықтан тон адамның қызуын сыртқа, ал сыртқы суықты адам денесіне тигізбейді.

5-гейм. «Сиқырлы кубик»

1hello_html_m7703d9b.jpg-ші кубикте : Қаз бен құр (Куропатка) және басқа құстар қыста қарда жүріп, аяқтары тонбайды. Ал біз неге қардың бетімен жалаң аяқ жүре алмаймыз?

hello_html_m3fed0eab.jpg


2hello_html_2455a520.jpg-ші кубикте: Суреттегі иттің түріне қарап ауа райын анықтауға бола ма? Жауабыңды дәлелде.

hello_html_m5ae98df2.jpg













3-ші кубикте: Суретте қандай процесс көрсетілген?

hello_html_43b111db.png






4-ші кубикте: Бұл қай кезде?

hello_html_7725c534.pnghello_html_m1699eb3.png





hello_html_6a4270f2.png5-ші кубикте: Графикте нафталин температурасының өзгерісі көрсетілген.

  1. ВС кесіндіде нафталин қандай процесске сәйкес келеді?

  2. Сұйық нафталиннің қыздыру процессі қанша уақыт жүрді?

  3. Нафталинді қандай температураға дейін қыздырды?

  4. В нүктесінде ме әлде Д нүктесінде ме нафталиннің ішкі энергиясы артық?

hello_html_1e9b8b16.png


6-ші кубикте: Суретте қалайының өзгеру температурасы көрсетілген.

  1. АВ, ВС және СД бөліктерінде қалайының температурасы қалай өзгереді?

  2. Осы бөліктерде қалайының ішкі энергиясы қандай?

  3. Графиктегі ВС кесіндісі қалайының қандай күйіне сәйкес келеді?




6-гейм. «Егер мен физик болсам...»

«Егер мен физик болсам энергия көздерін (мұнайдан басқа) қайдан алар едім...»

«Тұрғылықты жерімізді (экологиялық таза) қалай жылытуға болады?»


Қорытынды. Әділқазылар алқасы екі топты бағалайды.
















Сабақ жоспары. 8 сынып

Сабақтың тақырыбы: Жылу балансы теңдеуін қолдануға есеп шығару

Сабақтың мақсаты:

Білімділігі: жылулық процестер үшін энергияның сақталу заңының физикалық мазмұнын түсіндіру, есеп шығару кезінде тақырыптарды қайталау, білімдерін тереңдету және тұжырымдау;

Дамытушылығы: физика сабағында оқушылардың танымдық қызметін белсендіру; есеп шартын талдауды үйретуді жалғастыру; физикалық терминдерді пайдалана отырып, сөйлей білуін дамыту; қоршаған ортадағы физикалық құбылыстарды көру білігін дамыту.

Тәрбиелігі: оқушыларды өзара көмекке, өзара тексеруге, өзара тілектестік қарым-қатынасқа, өзін-өзі бағалауға және басқаны тыңдай білу білігіне үйрету.

Сабақтың түрі: Практикум сабақ

Мультимедиялық ресурстар: презентация Microsoft Office PowerPoint. 2007.,.

Сабақта қолданылатын көрнекіліктер: проектор, компьютер, интерактивті тақта

Сабақтың барысы: 1) ұйымдастыру кезеңі

2) Жылу балансы теңдеуін қорытып шығару.

3) Кесте толтыру.

4) Есеп шығару

Ішкі энергияны екі тәсілмен өзгертуге болады:

hello_html_m28993e46.gif


hello_html_m749b16b7.gifhello_html_m1fe9467a.gif


hello_html_mfe51c8e.gif

hello_html_48863c91.gif


hello_html_mb3d9584.gifhello_html_742dfcdd.gif

hello_html_m1202d05d.gifhello_html_m7885725.gif

Дененің өзі

hello_html_53454f8e.gifhello_html_m7fa10016.gifhello_html_1d4f3c0d.gif




hello_html_32e84181.gif

hello_html_m2553f5b6.gif


hello_html_52af5561.gif





Энергияның сақталу заңының математикалық өрнегі:

hello_html_1c0a5fd4.gifU=A+Q

Берілген қатынас оқшауланған жүйе үшін дұрыс болып табылады. Егер жылу алмасу мен жұмыстың атқарылуы тек берілген жүйенің денелері үшін өтсе, онда жүйе оқшауланған болып табылады.

Осындай жүйе үшін ішкі энергияның өзгерісі үнемі нөлге тең:

hello_html_1c0a5fd4.gifU=0

Осы кезде жүйедегі қосынды жұмыс та нөлге тең:

А=0

Осылайша, денелердің алған және берген қосынды жылу мөлшерлері де нөлге тең:

Q=0

Сонымен, жылу балансының теңдеуі тұйық жүйеде жұмыс істемей-ақ жылу алмасу кезіндегі энергияның сақталу заңының математикалық өрнегін береді. Осы кезде жүйенің бір денелері қызады, басқалары салқындайды немесе фазалық ауысу іске асады, яғни энергия бөлінуімен қатар жұтылуы да жүреді.

Оқшауланған жүйеде бір денелердің бөліп шығатын жылу мөлшерлерінің қосындысы келесі денелердің жұтатын жылу мөлшерлерінің қосындысына тең:

1 мысал. Графикті пайдаланып, кестені толтыру.


hello_html_6ffba5d.png



















Бөліктері

Процестің түрі

Формуласы

Кері процесс

1

АВ

Мұз, мұзды қыздыру

hello_html_m4562f496.gif

ЕД-конденсация

2

ВС

Мұз және су, мұздың толығымен балқуы

hello_html_1ca506e1.gif

ДС-салқындау

3

СД

Су, суды қыздыру

Q=hello_html_m5dc8cc.gif

СВ-қатаю

4

ДЕ

Су және бу, судың қайнауы

Q=rm

ВА-мұздың салқындауы

















Жылу балансының теңдеуін қолдану арқылы есеп шығару алгоритмі:

1. Қандай денелерде ішкі энергия азаятынын, ал қандай денелерде артатынын тағайындау. 2. Жылу алмасу кезінде қандай агрегаттық түрленулер өтетінін анықтап алу.

3. Энергиясы артатын денелер үшін теңдеу құру (Qалған.=…)

4. Энергиясы азаятын денелер үшін теңдеу құру (Qберген.= …)

5. Алынған қосындыларды теңестіру.


Осы алгоритмді негізге ала отырып, есеп шығару.


Сабақты қорыту.

«Жылу құбылыстары» сөзжұмбақ шешу.







1

Ж

 

 

 

 






2

 

 

 

 

Ы

 

 

 

 









3

 

Л

 

 










4

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 






5

 

Б

 










6

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 




Т

Е

М

П

Е

Р

А

Т

У

Р

А



7

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 



8







і










9

 

 

 

 

Ш

 

 

 

 

 

 





10

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 






11

 

 

І

 

 

 

 

 

 

 



12

 

 

 

 

К

 

 

 





  1. Жылу мөлшерінің өлшем бірлігі

  2. Суыту үшін қолданылатын қондырғы

  3. Заттың қатты күйден сұйыққа өтуі

  4. Жылу двигателінің бір түрі

  5. Молекулалардың сұйықтан буға өту құбылысы

  6. Кебуге кері процесс.

  7. Отынның ішкі энергиясының механикалық энергияға айналуын тап.

  8. Жылудың қатты қызған бөліктен аздау қызған бөлікке берілуі.

  9. Жылу берілудің түрлері

  10. Балқу процесіне кері процесс.

  11. Денені құрайтын бөлшектер энергиясы

  12. Жылудың ауаға не сұйықтың ағыны арқылы берілуі.



2.2. Термодинамика тарауында өтілетін тақырыптардың және есептер шығару үлгісі


1-есеп.

Iшiнде температурасы tc = 8,4oС , mc = 240 г суы бар, жезден жасалынған массасы mK = 128 г калориметрге , массасы mд = 192 г , tд = 100oС температуға дейiн қыздырылған, металдан жасалынған дене батырылған. Калориметрдегi ақырғы температура Θ = 21,5oС-ге тең болып орнықты. Дене жасалынған заттың меншiктi жылу сыйымдылығы сд –ны анықта.

Шешуi:

Таблицадан, судың меншiктi жылу сыйымдылығы ссу = 4190 Дж/кг· град және жездiң меншiктi жылу сыйымдылығы сж = 380 Дж/кг· град алынады. Салқындау кезiндегi металл дененiң берген жылуы мынаған тең болады:

QД = cД·mД·(tД - Θ).

Калориметрдiң алған жылуы мынаған тең:

QK = cK·mK·(Θ - tС).

Калориметрге құйылған судың алған жылуы осыған ұқсас формула бойынша есептеледi:

QС = cС·mС·(Θ - tС).

Энергияның сақталу заңы негiзiнде жылу балансының теңдеуiн құрастырамыз:

QK + QС = QД

немесе

cК·mК·(Θ- tС) + cС·mС·(Θ- tС) = cД·mД·(tД-Θ).

Осыдан, дене жасалынған заттың меншiктi жылу сыйымдылығын анықтайтын өрнектi аламыз:

hello_html_0.gif.

Параметрлерiнiң барлық мәндерiн СИ өлшем бiрлiк жүйесiне ауыстырып: mk = 0,128 кг, mв = 0,240 кг, mт = 0,192 кг екендiгiн аламыз. Жоғарыда алынған өрнекке осы мәндердi қойып, мынаны табамыз:

hello_html_0.gif.

Жауабы: заттың меншiктi жылу сыйымдылығы шамамен 916 Дж/кг· град-ты құрайды.

2-есеп.

Вертикалды цилиндр iшiнде, ауыр поршеннiң астында, массасы 2 кг оттегi бар. Температурасын 5oК – ге көтеру үшiн оған 9160 Дж мөлшерi берiлдi. Газдың ұлғаюы кезiндегi және оның iшкi энергиясы көбейген кездегi жасаған жұмысын табыңдар. Оттегiнiң молярлық массасы 32·10-3кг/моль-ге тең.

Шешуi:

Газдың жасаған жұмысы мына формула бойынша анықталады:

hello_html_0.gif.

Сандық мәндерiн қоя отырып, мынаны аламыз:

hello_html_0.gif.

.

Өлшем бiрлiгiн тексеремiз:

hello_html_0.gif.

Газдың iшкi энергиясының (көбеюiн) артуын табу үшiн, термодинамиканың бiрiншi заңын пайдаланамыз:

hello_html_0.gif.

Сандық мәндерiн қоя отырып, мынаны аламыз:

ΔU = 9160-2597=6563.

Жауабы: газдың жасаған жұмысы 2597 Дж-ды құрады, ал осы кездегi оның iшкi энергиясы 6563 Дж-ге артты.

3-есеп.

Массасы 0,1 кг оттегi адиабаталық түрде сығылады. Осы кезде газдың температурасы 273oК -нен 373oК - ге шейiн өседi. Газдың сығылуы кезiнде жасаған жұмысы мен iшкi энергиясының (айырымы) өсiмшесi неге тең?

Шешуi:

Термодинамиканың бiрiншi заңын жазайық:

Q = ΔU + A′.

Адиабаталық процесс кезiнде Q = 0, демек, ?U = - A?.

Өздерiңiз бiлетiндей, идеалды бiр атомды газдың iшкi энергиясы мынаған тең:

hello_html_0.gif,

Бiрақ, оттегi екi атомды газ болғандықтан, мынаны аламыз:

hello_html_0.gif.

M = 32·10-3 (кг/моль).

Өлшем бiрлiгiн тексеремiз:

hello_html_0.gif

Сандық мәндерiн қоямыз:

hello_html_0.gif

(кДж).

Сонда, жасалынған жұмыс мынаған тең болады: А = А′ = 6,5 (кДж).

Жауабы: iшкi энергияның айырымы (өсiмшесi) 6,5 кДж-ге тең.

4-есеп.

Идеалды жылу машинасы Карно циклы бойынша жұмыс iстейдi. Осы кездегi қыздырғыштан алынатын жылудың 80%-i тоңазтқышқа берiледi. Қыздырғыштан алынатын жылудың мөлшерi 1,5 ккал-ға тең. 1) циклдың ПӘК-iн, 2) толық цикл кезiнде жасалынған жұмысты табыңыздар.

Шешуi:

Жылу машинасының ПӘК -i мына формула бойынша анықталады:

η = (Qқ – Qт)/Qқ,

мұндағы Qқ – қыздырғыштан алынған жылу, Qт – тоңазтқышқа берiлген жылу.

Бiз, Qқ =1,5 ккал, Qт = 80%· Qн = 1,2 ккал екендiгiн бiлемiз . Осыдан:

hello_html_0.gif.

Бiр цикл iшiнде идеалды жылу машинасы үшiн қыздырғыштан сан мәнi жағынан Qқ жылу мөлшерiне тең энергия алынады, ал (Qқ – Qт) = Qп механикалық энергиға айналады. Мұндағы Qп дегенiмiз механикалық жұмыс А – ға айналған, пайдалы жылу болып табылады.

Бiздiң жағдайымызда Qн = 1,5 ккал, Qх = 1,2 ккал. Сонда А = Qн – Qх = 0,3 ккал-ға немесе 0,3· 4,19· 1000 Дж≈1,26·103Дж. -ге тең болады.

Жауабы: А = 0,3 ккал немесе 1,26·103Дж.

5-есеп.

ПӘК-i 30% тепловоз орташа қуатпен N = 3000 а.к 3 сағат жұмыс iстейдi. Осы уақыт iшiнде, ол дизель отынының қандай мөлшерiн шығындайды.

Шешуi:

Шығындалған дизель отынының массасы m-ды мына формула бойынша есептеймiз:

Qз = q·m,

мұндағы Qж - жұмсалған жылу, q –дизель отынының жануының меншiктi жылуы. Таблица бойынша ол мынаған тең: q = 42·106Дж/кг. Жұмсалған жылу тепловоздың п.ә.к-i формуласынан анықталады: η = Qп/Qж. Мұндағы Qп - жұмыс жасауға кеткен пайдалы жылу. Ол қуаттың формуласы бойынша есептелiнедi:

N = Qп /t.

Сонымен,

η = (N·t)/(q·m),

бұдан массаға арналған өрнектi аламыз:

m = (N·t)/( q· η).

Есептi СИ өлшем бiрлiк жүйесiнде шешемiз. Бiз η = 0.3, t = 3·3600 сек, N = 3000·736 Вт, q = 42·106 Дж/кг екндiгiн бiлемiз.

Өлшем бiрлiгiн тескеремiз:

Сандық мәндерiн орнына қойып; мынаны аламыз:

Жауабы: шығындалған дизель отынының массасы шамамен1893 кг.-ға тең.



2.3. Термодинамика бөлімінде қойылатын физикалық практикумдар

ЭНЕРГИЯ САҚТАЛУ ЗАҢЫ

Қажетті құрал-жабдықтар: қарға толтырылған екі металл ыдыс, ағаш тақтайша. тұшшы су, ас тұзы, қасық.

Табиғатта энергия жоқтан пайда болмайды және жоғалып кетпейді, ол тек бip түрден екінші түрге айналады, бip денеден екіншi денеге беріледi, ал тұйықталған жүйелерде толық энергия тұрақты шама болып қалады (сақталады).

Q=AU+A

Термодинамиқаның бipіншi заңы осылай тұжырымдалады: ішкi энергияның өзгерісі жүйеге берілген жылу мөлшері мен сыртқы күштердің жұмысының қосындысына тең:

AU- А + Q

Қар салынған ыдысқа ас тұзын қосқан кезде болатын құбылысты қарастырайық. Осы экспериментті өткізу үшін қарға толтырылған екі металл ыдыс, ағаш тақтайша, тұшшы су, ас тұзын аламыз.

Тақтайшаға тұшшы су кұйып, үстіне ыдыстарды қоямыз. Бip ыдыстағы қарды ас тұзымен араластырамыз.

Бipaз уақыт өткеннен кейін ыдыстарды көтеріп, қызықты құбылысты байқаймыз: ас тұзы қосылған ыдыс тақтайшаға жабысып қалады, ал екінші ыдыс бөлек көтеріледі, Бірінші ыдыстың тақтайшаға жабысып қалғанын ыдыстың астындағы судың мұзға айналуымен түсіндіреміз. Бұл құбылысты түсініп көрейік.

hello_html_77e2df8d.pngАс тұзы мұзбен араласқанда ериді.Су молекуласын құрайтын бөлшектердің тартылыс әрекетінен ас тұзының кристалдық торы натрий және хлор иондарына ыдырайды. Қардан алынған энергия тұздын кристалдық торындағы иондық байланыстарын үзу үппн жұмсалады. Жылудың 6ip бөлігінен айырылған қардың температурасы темендейді, ыдыс астындағы судың энергиясы жылуөткізгіштік құбылыс арқылы суық қарға беріледі.




ИЗОПРОЦЕССТЕР. АТМОСФЕРАЛЫҚ ЖӘНЕ ГИДРОСТАТИҚАЛЫҚ ҚЫСЫМ.

Қажетті құрал-жабдықтар:стақан, үлкен шыны ыдыс, май шам, сіренке, резенке түтік, штатив.

hello_html_12b26636.png

Төңкерілген шыны стақанды суға түcipгeн кезде ішіндегі ауа изотермиялық процесс бойынша өте аз сығылады. Стақан ішіндегі ауада бастапқыда атмосфера қысымы болады. Стақан толық батырылғанда онын ішіндегі қысым ауамен су арасындағы шеқарадан жоғары орналасқан су бағанының гидростатикалық қысым шамасына артады.





Гидростатикалық және атмосфералық қ ысымның әсерін келесі қызықты эксперименте бақылауға болады. Толып тұрған ыдыстан резенке түтік көмегімен қалай шағын ыдысқа су құйып алуға болады?

hello_html_3a01bab8.pngРезенке түтікті ыдысқа батырып суға толтыру керек. Түтіктің екі ұшын саусақпен тығындап, бip ұшын суға батырып, екінші ұшын бос ыдысқа саламыз. ¥штарын босатқаннан кейін түтік бойымен судың үлкен ыдыстан кішісіне ағатынын байқаймыз. Қос ыдыстағы су деңгейі теңелгенше дейін су ағады. Ыдыстардың бipeyiн жоғары көтерген кезде, су теменгі ыдысқа қарай ағады. Экспериментті екінші ыдыспен қайталағанда да дәл осындай құбылыс орын алады. Сұйықтың epкін бeттepi деңгейлерінің айырмашылығына байланысты өзгepiп тұратын гидростатикалық қысым судың түтік бойымен бағытын ауыстырып қозғалуына әкеледі.






















ҚОРЫТЫНДЫ


Физика - қазіргі заманғы техниканың ғылыми негізі. Физиканы оқыту процесінде оқушыларды физиканың өнеркәсіп пен ауыл шаруашылығындағы, транспорт пен медицинадағы аса маңызды қолданыстармен таныстыруға, автоматика туралы түсінік беруге, практикада кеңінен қолданылатын өлшеу приборларымен және құрал-саймандармен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыруға мүмкіндік туады. Оқушыларды қоғамдық пайдалы еңбекке дайындау үшін мұның үлкен маңызы бар.

10- кластардағы физика бағдарламасы электр құбылыстары мен қасиеттері туралы бастапқы мәліметтерді, термодинамика негіздері жөнінде толық жүйесін де қамтиды. Әр бөлімге білімдер жүйесін қалыптастыруға қажетті негізгі ұғымдар, физикалық шамалар туралы мағлұматтар, бірліктер мен оларды өлшеу тәсілдері туралы мәліметтер ендірілген. Физиканы оқытудың негізінде эксперимент алынған.

Физикалық практикум - лабораториялық сабақтардың жоғарырақ басқышы, оның мынадай ерекшеліктері бар: оқушылардың әр түрлі тобы түрлі жұмыстар орындайды; физикалық практикум жұмысы мазмұны жағынан фронталь жұмыстарға қарағанда күрделірек және оны орындау үшін, әдетте, көбірек уақыт керек болады.

Физиканың «Термодинамика» бөлімі ең негізгі және оқушылардың қиын меңгеретін бөлімі. Оның негізгі түсініктері – жылу мөлшері, изопроцесстер, температура. Оқушылар осы негізгі түсінктерді мұқият даярланған тәжірибелер жүйесінің көмегімен терең түсінуі мүмкін.

Термодинамика – энергияның түрленуiне қатысты жалпы заңдарға негiзделген жылулық процесстер туралы ғылым. Бұл заңдар молекулалық құрылымдарына байланыссыз барлық денелер үшiн орындалады.

Термодинамика бойынша қойылатын тәжірибелерді қарапайым қондырғылардың көмегімен көрсетуге болады. Оларды орындау техникасы қиын емес.

Орта мектептерде физиканы оқытудың алдында төмендегі негізгі міндеттер тұр:

оқушыларға физика бойынша бастапқы білімдер жүйесін беру;

физика жөніндегі ғылыми зерттеулерде қолданылатын әдістер туралы түсінік беру, бұл әдістерді меңгеруге жәрдемдесу;

мектеп оқушыларының ойлауын дамытуға, олардың бойында дидактикалық-материалистік көзқарастың қалыптасуына көмектесу;

оқушыларға политехникалық білім беруді, оларды қоғамдық пайдалы еңбекке және мамандық таңдауға әзірлеуді жүзеге асыру; Физиканың бастауыш курсы өзінің оңайлығына қарамастан, жүйелі білім беруге тиіс. Бұл жағдайда ол оқушылардың физикалық білімдерге деген қажетін толығырақ қанағаттандырады және олардың жоғарғы сыныптарда физика мен басқа да пәндерді оқып үйренуге дайындығын жақсартады.

Термодинамиканы оқып үйренуде дамыта оқытудың мәселелері: логикалық, теориялық, ғылыми-техникалық, диалектикалық ойлау қабілеттерін дамыта оқыту қолданылады. Қорытындысында оқушылардың зердесі және шығармашылық қабілеттері дамып жетіледі. Термодинамикада оқушылардың ой-өрісін кеңейтетін,логикалық ойлау қабілетін дамытатын жалпы танымдық әдістерді қолданып түсіндіретін материалдар көп. Термодинамикада теориялық ойлаудың қалыптасуы жалпылауға және идеялауға мүмкіндік туғызады. Оқушылар құбылысты оқып үйрену кезінде ең маңыздыларын бөліп алады, абстракциялайды, одан ары керекті қорытындылар жасайды, жалпыдан жекеге көшу дағдысы қалыптасады.

Лабораториялық практикум сабақтарында компьютерлік модельдерді қолданған өте пайдалы, өйткені оқушылар тәжірибе жүру процесіне белсенді қатысуын жақсартады. Сонымен қатар көз көре алмайтын құбылыстарды жақсы көріп ойлау қабілеттілігін дамытады. Компьютермен өткізген практикум сабақтар өте ұзақ жүргізілетін және кей жағдайларда сол тәжірибелерге арналған қондырғылардың болмағанда күрделі құбылыстарды зерттеу өте эффективті әдіс болып табьілады. Сонымен қатар тәжірибені бір емес, бірнеше оқушылар жасауға болады

Ғылыми-әдістемелік журналдардан үзінділер келтіріліп, қолданылған әдебиеттердің құрамына енді.






























Пайдаланылған әдебиеттер:


1.Б.Кронгарт В.Кем Н.Қойшыбаев Физика 10-сынып, жаратылыстану –математика бағыты, Алматы «Мектеп»2006ж

2.Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Физика 10 класс, Алматы, «Рауан» 1996

3.Шахмаев Н.А., Каменцкий С.Е. Демонстрационные опыты по электродинамике. М. 1973

4.В.П.Орехов А.В.Усова Физиканы оқыту методикасы,Алматы «Мектеп»1987

5.Б.Е.Акитай Физиканы оқыту теориясы және әдістемелік негіздері,Алматы 2006

6.М.Құдайқұлов Қ.Жаңабергенов Орта мектепте физиканы оқыту әдістемесі,Алматы «Рауан» 1988

7. Методика преподавание физики в средней школе: Молекулярная физика. Электродинамика, М. «Просвещение», 1985

8. «Математика және физика»ғылыми-әдістемелік журналы ,№6,2011

9.«Математика және физика»ғылыми-әдістемелік журналы ,№4,2008

10.«Физика» Республикалық ғылыми-әдістемелік журналы ,№6,2011

11.Шамаш С.Я. Физический практикум в восмилетней школе. М., «Просвещение», 1964

12.Т.Д.Бердалиева Г.Қ.Қоңырбаева Б.Қ.Бекмұрзаева Физиканы оқыту әдістемесі пәнінен лабораториялық жұмыстар жинағы,Шымкент 2010

13. В.А.Буров Ю.И.Дик Практикум по физике с средней школе,Москва «Просвещение»1982г

14.Н.Ілиясов, Е.Көшеков - Оқушыларды физика есептерін шығаруға үйрету әдістемесі. «Математика және физика» ғылыми-әдістемелік журнал, Алматы, «Әдіскер-мұғалім» редакциясы, №2, 2004

15. Р.Башарұлы, Т. Нұрбатырова «Физикадағы есептер мен оқу

экспериментінің жүйесі». «Математика және физика» ғылыми-әдістемелік журнал, №4,2003.

16.С. Даулетқұлов «Есептер мен демонстрациялық тәжірибенің мәні».«Математика және физика», ғылыми-әдістемелік журнал, №6, 2003

17.WWW.Physe.kz.










Түсiнiктеме сөздiк


Адиабаталық процесс - жүйе мен оны қоршаған сыртқы ортаның арасында ешқандай жылу энергиясының алмасуы болмайтын процесс.

Балқудың меншiктi жылуы - 1кг затты сол температурадағы сұйыққа айналдыруға қажет болатын жылу мөлшерi.

Буға айналудың меншiктi жылуы - 1кг сұйықты тұрақты температурада буға айналдыру үшiн қажет болатын жылу мөлшерi.

Жылу алмасу (жылу тасымалдау) - жұмыс жасалынбай-ақ, бiр денеден екiншi денеге энергияның тасымалдану процесi.

Жылу двигателi - iс-әрекетi жұмыс атқарушы дененiң механикалық энергиясын iшкi энергияға түрлендiруге негiзделген двигательдер.

Жылу мөлшерi - жылу алмасу кезiндегi iшкi энергияның өзгеруiнiң мөлшерлiк шамасы.

Изобаралық процесс - берiлген газдың қысымы тұрақты болғанда жүретiн процесс.

Изотермалық процесс - берiлген газдың температурасы тұрақты болғанда жүретiн процесс.

Изохоралық процесс - берiлген газдың көлемi тұрақты болғанда жүретiн процесс.

Қайтымсыз процесс - өз бетiнше тек бiр бағытта ғана өтетiн процесс.

Меншiктi жылу сыйымдылығы - массасы 1кг дененiң температурасы 1oК-ге өзгергенде алған немесе берген жылу мөлшерi.

Термодинамика - энергияның түрленуiне қатысты жалпы заңдарға негiзделген жылулық процесстер туралы ғылым.

Iшкi энергия - макроденелердiң механикалық энергиямен қатар өздерiнiң iштерiнде орналасқан энергиясы.


30




57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 09.11.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров854
Номер материала ДВ-139973
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх