Конспект урока 10 класс.Температура и тепловое равновесие. Абсолютная температура. Связь средней кинетической энергии

Класс :  10                                                          Урок № 30                                                              Дата:

Тема урока: Температура  и тепловое  равновесие. Абсолютная температура. Связь средней кинетической энергии теплового движения молекул с абсолютной температурой.  Постоянная Больцмана

Цель урока: формировать знания о температуре как одном из термодинамических параметров и мере средней кинетической энергии движения молекул, температурных шкалах Кельвина и Цельсия и связи между ними, об из­мерении температуры с помощью термометров.

Задачи урока:

образовательные: Ввести понятие термодинамических параметров, термодинамического процесса, температуры, термометра.

развивающие: - развивать логическое мышление, умение планировать свою работу обобщать и делать выводы, используя новую информацию и имеющийся жизненный опыт, а так же умение рефлексировать;

воспитательные: Воспитывать интерес в изучении материала

Тип урока: урок «открытия» нового знания.

Методы обучения: проблемный, эвристический (поисково-творческий), деятельностный, словесный, наглядный.

Оборудование: компьютер, проектор

  План  урока:

№	Этапы  урока	время
1	Организационный  момент:	1
2	Актуализация опорных знаний	5
3	Постановка цели деятельности	3
4	Изучение нового материала 4.1 Температура  и тепловое  равновесие 4.2 Абсолютная температура. 4.3 Связь средней кинетической энергии теплового движения молекул с абсолютной температурой.  4.4 Постоянная Больцмана	20
5	Проверка понимание и осмысления нового материала, и применение нового материала на практике	10
6	Рефлексия	2
7	вывод	2
8	Домашнее задание	2

Конспект урока

I.            2.Актуализация опорных знаний

1.       Имеют ли газы собственный объем? 2.       Имеют ли газы форму? 3.       Образуют ли газы струи? текут ли? 4.       Можно ли газы сжать? 5.       Как расположены в газах молекулы? Как они двигаются? 6.       Что можно сказать о взаимодействии молекул в газах? Вопросы классу 1. Почему газы при высокой температуре можно считать идеальными? (Чем выше температура газа, тем больше кинетическая энергия теплового движения молекул, а значит, газ более близок к идеальному.) 2. Почему при высоком давлении свойства реальных газов отличаются от свойств идеального? (С ростом давления уменьшается расстояние между молекулами газа и их взаимодействием уже нельзя пренебречь.)

. Физический диктант: 1. Единица измерения энергии? 2. Единица измерения массы? 3. Единица измерения скорости? 4. Единица измерения температуры? 5. Чему равна постоянная Авогадро? 6. Единица измерения диаметра молекулы? 7. Единица измерения числа молекул? 8. Единица измерения молярной массы II.

III.            3. Постановка цели деятельности

Почему важно изучать газы, уметь описывать процессы, которые в них происходят? Обоснуйте ответ, используя усвоенные знания по физике, собственный жизненный опыт.

4. Изучение нового материала

4.1 Температура  и тепловое  равновесие

Под термодинамическими параметрами понимают физические величины, которые характеризуют свойства макротела (макросистем) в целом. К ним относятся: давление газа, объем, температура.

Термодинамический процесс представляет собой явление изменения какого – то термопараметра или переход системы из одного состояния в другое.

К микротелам относятся: объем молекулы (атома), масса молекулы, скорость молекулы, концентрация числа молекул.

. Теп­ло­вое рав­но­ве­сие – такое со­сто­я­ние тела, при ко­то­ром его мак­ро­ско­пи­че­ские па­ра­мет­ры не ме­ня­ют­ся дли­тель­ное время.

Таким образом, температура характеризует состояние термодинамического равновесия изолированной системы тел.

Температура — это мера кинетической энергии теплового движения молекул.

Температура — скалярная величина; в СИ измеряется в Кельвинах (К).

Основные свойства температуры

Тепловое (термодинамическое) равновесие – состояние тела или системы тел, при котором его термодинамические параметры (p, V, m  и др.) остаются неизменными сколь угодно долго. Температура - характеристика внутреннего состояния макроскопической системы – состояния теплового равновесия. Температура – термодинамический параметр, одинаковый во всех частях термодинамической системы, находящейся в тепловом равновесии. Температуры тел, находящихся в тепловом контакте, выравнива­ются.

Измерение температуры.

1.       Тело необходимо привести в тепловой контакт с термометром.

2.       Термометр должен иметь массу значительно меньше массы тела.

3.       Показание термометра следует отсчитывать после наступ­ления теплового равновесия.

4.2 Абсолютная температура.

2. Температурные шкалы. Измерение температуры

Температура измеряется с помощью термометров, действие которых основано на явлении термодинамического равновесия, т.е. термометр — это прибор для измерения температуры путем контакта с исследуемым телом. При изготовлении термометров разного типа учитывается зависимость от температуры разных физических явлений: теплового расширения, электрических и магнитных явлений и т.п.

В 1787 году Ж. Шарль из эксперимента установил прямую пропорциональную зависимость давления газа от температуры. Из опытов следовало, что при одинаковом нагревании давление любых газов изменяется одинаково.

Различают такие виды термометров: жидкостные, термопары, газовые, термометры сопротивления. Вещества, которые используются для измерения температуры тел, - термодинамическими.

На современном этапе из многообразия температурных шкал, на практике используются следующие три:

Основные виды шкал:

1.       Шкала Фаренгейта. Сообщение учащихся о Фаренгейте. 0F – температура особо холодной зимы 1709 г. 23 F- температура таяния льда 98F- температура человеческого тела 212F- температура кипения воды.

2.       Шкала Реомюра Сообщение учащихся о Реомюре. 0 Р – температура таяния льда 80 Р – температура кипение льда

Шкала абсолютных температур Сообщение учащихся о Кельвине. 0К – абсолютный нуль температуры. Т = т+273 т=273-Т

Термометры.

1.       Жидкостный термометр (ртуть: температура от -38до 260⁰С; глицерин: от – 50 до 100⁰С) – тепловое расширение.

2.       Термопара (температура от -269 до 2300⁰ С).

3.       Термисторы (зависимость сопротивления от температуры).

4.       Манометрические (зависимость давления от температуры).

5.       Газовые термометры – тепловое расширение.

6.       Акустические, магнитные и др.

Рассмотрим основные виды термометров:

7.       Спиртовые или ртутные

8.       Газовые

9.       Электрические

10.   Пирометры

4.3 Связь средней кинетической энергии теплового движения молекул с абсолютной температурой.  Постоянная Больцмана

Температура – мера средней кинетической энергии движения молекул

Опытным путем р = nkT, где - k=1,38×10^-23Дж/К, коэффициент пропорциональности - постоянная Больцмана. Постоянная Больцмана связывает температуру со средней кинетической энергией движения молекул в веществе. Это одна из наиболее важных постоянных в МКТ. Температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества.

5.Проверка понимание и осмысления нового материала, и применение нового материала на практике - Какие физические тела – макроскопическими?

- Что вы понимаете под микроскопическими телами?

- Какие параметры – макроскопическими?

- В чем физический смысл температуры?

- Какое состояние – тепловым равновесием?

- Какая величина является его характеристикой?

- Какая температура – абсолютным 0 температуры?

2. Выразите в К: 27С, -175С, 100С, 0С

Выразите в С: 4К, 180К, 310К, 420К.

3.       Задачи: стр. 55 №№2.1, 2.2, 2.4, 2.9, 2.13-2.16

6 Рефлексия.«Что узнали? Что поняли? Что не поняли?»

8.Домашнее задание: §60 решить № А1,А2,А3 с.203