Конспект урока по физике "Термодинамика"( 10 класс)

МАОУ СОШ № 33                                             

Урок

«Термодинамика»

Учитель физики

Щербакова Надежда Фёдоровна

г. Сыктывкар

2016 г.

Урок «Смотри в корень»

         Урок – игра по теме «Термодинамика»    был проведен в рамках «Фестиваля открытых уроков» в 10 классе.                                                      

Цели: повторить теоретические выкладки по данному вопросу, закрепить ЗУН с помощью  решения задач; развить умение мобилизоваться и применять все имеющиеся знания при самостоятельном  решении задач, развить логическое мышление, речь.

Вступительное слово учителя:

Цель сегодняшнего урока – закрепить все ЗУН, полученные при изучении термодинамики.

Каждый из вас должен показать, чему он научился, что усвоил, как может применять свои знания. Чтобы решить любую задачу, надо многое знать и уметь, смотреть в корень, поэтому наш урок так и называется «Смотри в корень»! Я хочу, чтобы сегодняшний урок поднял ваш дух.

Эпиграф: «Умственные занятия оказывают на человека такое же благотворное внимание, какое Солнце оказывает на природу, они рассеивают мрачные настроения, постепенно облегчают, согревают, поднимают дух»

В. Гумбольт

Проведём урок в форме физической эстафеты, в которой участвуют две команды. Каждый правильный ответ будет оцениваться жетоном, а в конце урока мы определим, кто лучше других усвоил эту тему.

Начнём с повторения теории. Повторяя, закрепляем, что умеем и что знаем.

I   этап «Разминка».

Дать определение физической величины, сформулировать законы, изученные в данной теме ( по жребию).

II этап  «Обучающий».

Обучающее тестирование отличается от контрольного тестирования тем, что среди предложенных вариантов ответов может быть несколько верных, поэтому свой выбор надо аргументировать ( смотрите приложение 1). Команды поочерёдно отвечают после непродолжительного обсуждения.

III этап   «Охота за жетонами».

Мы продолжаем повторять, работая под девизом: «незнающие пусть научатся, знающие вспомнят ещё раз ».

По два человека от команды выходят к доске, пишут формулы из данной темы. Кто больше? (название формул). Для остальных – дополнительный этап «Пентагон».(смотрите приложение 2.)

IV этап «Аукцион графиков»

Требуется почерпнуть как можно больше информации о газе  ( по два человека от команды у доски).

                                  

Для остальных учащихся - дополнительный этап «Исторический» (смотрите приложение 3.)

V этап «Экспериментальный».

1)    Быстрым движение рук растягиваем резинку, в качестве датчика температуры используемой свою щёку или руку товарища, обнаженную до локтя. Объясните процесс, происходящий с резинкой (полоски – резины на каждом столе).

2)    Дополнительная информация (смотрите приложение 4.).

3)    Объясните происхождение облака тумана, который появляется сразу после открытия бутылки с охлаждённой газировкой (по рисунку).

VI этап «Вихрь задач».

На столах – лист с заданиями ЕГЭ (смотрите приложение 5).

I вариант	II вариант
Нечётные задания	Чётные задания
Задания с краткими ответами
№1	№4
Задания с развёрнутыми ответами
№4	№1

Учащиеся выполняют задания на листочках, которые затем сдаются на проверку.

Подведение итогов урока:

Командное и личное первенство (количество жетонов).

Приложения:

№ 1. Тренировочные тесты

Начальный уровень

1.     Газ изотермически расширяется. Выберите правильное утверждение.

А. Внутренняя энергия газа увеличивается.

Б. Давление газа увеличивается.

В. Газ получает некоторое количество теплоты.

Г. Работа газа отрицательна.

2. Газ адиабатно сжимают. Выберите правильное утверждение.

А. Давление газа увеличивается.

Б. Температура газа уменьшается.

В. Газ отдает некоторое количество теплоты.

Г. Внутренняя энергия газа уменьшается.

Средний уровень

3.     Переход газа из состояния В  в  состояние С можно совершить различными способами: 1,2,3 (см. рисунок)

Отметьте, какие из следующих четырех утверждений, касающихся работы газа, правильные, а какие неправильные.

А. А2 › А1                                                                      

Б. А2  › А3

В. А2 › А3                                                            

Г. А1 › А3                                                              

4.     Газ можно перевести из состояния 1 в состояние 2 двумя способами (см . рисунок). Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие неправильные.

А. Изменение внутренней энергии при переходе  а больше, чем при переходе б.

Б. Работа газа при переходе  а больше, чем при переходе б.

В. Сообщаемое газу количество теплоты в обоих переходах одинаково.

Г. Изменение внутренней энергии газа при обоих переходах одинаково.

Достаточный уровень

5.     На рисунке показан замкнутый цикл, произведенный с данной массой идеального газа. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие – неправильные.

А. На участке 1-2 газ отдавал некоторое количество теплоты.

Б. На участке 2-3 работа газа положительна.

В. На участке 3-4 газ отдавал некоторое количество теплоты.

Г. На участке 4-1 работа газа отрицательна.

6. На рисунке показано несколько способов изменения состояния данной массы идеального газа. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений правильные, а какие неправильные.

А. В процессе 1 работа газа положительна.

Б. В процессе 2 газ отдает некоторое количество теплоты.

В. В процессе 3 работа газа отрицательна.

Г. В процессе 1 газ получает некоторое количество теплоты.

№ 2. «Пентагон».

Задаётся тема «Учёный» и пять подсказок: от самой трудной к самой простой. Количество жетонов за правильный ответ уменьшается от 5 до 1 после каждой подсказки. За любой неправильный ответ снимается одно очко – жетон.

1.     Много времени уделял переплётному делу и изготовлению чемоданов.

2.     Разработал физическую теорию весов, точные приёмы взвешивания.

3.     Ему принадлежит конструкция барометра.

4.     Получил общее уравнение состояния идеального газа.

5.     Создал периодическую систему элементов.

(Д.И. Менделеев.)

1.       Этот учёный был французом.

2.       Ему принадлежит термин «пипетка», вошедший в обиход.

3.       Он прославился своими открытиями как в физике, так и в химии.

4.       Это учёный первым выделил химический элемент бор, выиграв пари у своего научного соперника, знаменитого химика сэра Гэмфри Дэви.

5.       Творец одного из газовых законов.

(Гей  – Люссак.)

№ 3. «Исторический».

Впервые II начало термодинамики было сформулировано в 1850 году немецким физиком Клаузиусом.

«Теплота не может переходить от более холодного тела к более нагретому , если одновременно не происходят в связи с этим другие изменения».

Почти одновременно, в 1851 году, формулировку II закона термодинамики предложил английский физик Томсон: «В природе невозможны процессы, единственным следствием которых было бы совершения механической работы, произведённой в результате охлаждения резервуара».

№ 4.

Обычно у учащихся создаётся ложные представления о том, что изучение термодинамические процессы применимы только к газам.

Как это ни парадоксально звучит, но некоторые свойства резины близки к  свойствам газов. Вот некоторые факты, подтверждающие сказанное.

a)     Модуль упругости резины как и газов, пропорционален абсолютной температуре и для некоторых сортов резины имеет один порядок, что и для газов ( у резины 200 кПа, а для газов при атмосферном давлении 100 кПа).

b)    Объём газа может быть изменён во много раз.  Длина резинового стержня может быть изменена во много раз.

c)     Газ нагревается при адиабатном сжатии, а резина нагревается при адиабатном растяжении.

d)    Газ охлаждается при адиабатном расширении, а резина охлаждается при адиабатном сжатии.

e)     Сила упругости газа пропорциональна его сжатию, а сила упругости резины – растяжению.

№ 5. «Задания единого государственного экзамена».

Задания с выбором ответа

1.Как изменяется внутренняя энергия тела при повышении его температуры?

А. Увеличивается

Б. Уменьшается

В. У газообразных тел увеличивается, у жидких и твердых тел не изменяется

Г. У газообразных тел не изменяется, у жидких и твердых тел увеличивается

2. Идеальный газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, и совершил работу, равную 100 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия газа?

А. Увеличилась на 400 Дж.

Б. Увеличилась на 200 Дж.

В. Уменьшилась на 400 Дж.

Г. Уменьшилась на 200 Дж.

3. Идеальный газ совершил работу, равную 300 Дж. При этом внутренняя энергия его уменьшилась на 300 Дж. В этом процессе газ:

А. Отдал 600 Дж.

Б. Отдал 300 Дж.

В. Получил 300 Дж.

Г. Не отдавал и не получал теплоты.

4. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при понижении его температуры в 2 раза при неизменном объеме?

А. Увеличивается в 2 раза.

Б. Уменьшается в 2 раза.

В. Увеличивается или уменьшается в зависимости от изменения давления

Г. Не изменяется.

5. Тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 100 Дж, и отдает холодильнику количество теплоты равное 40 Дж.

Чему равен КПД тепловой машины?

А. 40%

Б. 43%

В. 60%

Г. 29%

6. Тепловая машина с КПД 40% за цикл работы отдает холодильнику количество теплоты, равное 60 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя?

А. 250 Дж

Б. 150 Дж

В. 100 Дж

Г. 24 Дж

Задания с кратким ответом

1.      Нагреваемый при постоянном давлении идеальный одноатомный газ совершил работу 400 Дж.

Какое количество теплоты было передано газу?

2.      Какую работу совершил воздух массой 200 г при его изобарном нагревании на 20 К ?

3.      Идеальному одноатомному газу сообщили количество теплоты 1000 Дж. Какая работа будет совершена газом при изобарном расширении?

4.      В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определите температуру нагревателя, если температура холодильника 280 К.

Задания с развернутым ответом                                                                                                                                                                                                                          

1.      Какова внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростата объемом 60 м3 при давлении 100 кПа?

2.      В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем массой 10 кг, скользящим без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20 см. Какую работу совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа?

3.      Температура воздуха в комнате объемом 70 м3 была 280 К. После того, как протопила печь, температура  поднялась до 296 К.  Найдите  работу воздуха при расширении, если давление постоянно и равно 100 кПа.

4.      Идеальная тепловая машина за один цикл получает от нагревателя, температура которого 500 К  , 3360 Дж теплоты. Найдите количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику, температура которого 400 К.