Практикум "Решение задач при подготовке к ЕГЭ по теме "Термодинамика"

• 1 слайд

  Решение задач по теме «Основы термодинамики»
  Работу выполнила
  Учитель физики
  МОУ СОШ№16
  Поделякина Т.В.
  

• 2 слайд

  В большей части задач используется не общая форма первого закона термодинамики, а его различные частные формулировки, применимые к определённым процессам. Задачи на теплообмен в изолированной системе решаются с помощью уравнения теплового баланса.
  При решении задач надо чётко выделять начальное и конечное состояния системы, а также характеризующие её параметры.
  

• 3 слайд

  Алгоритм решения задач на «Газовые законы»:
  1. Проанализировать условие задачи: выяснить, сколько состояний газа рассматривается в задаче.
  
  2. Записать краткое условие задачи в единицах СИ.
  
  3. Записать параметры p,V и T, характеризующие каждое состояние газа. Определить какой процесс произошёл.
  
  4. Записать уравнение закон Клапейрона - Менделеева для данных состояний.
  
  5. Вывести формулу для расчёта искомой величины.
  
  6. Вычислить значение искомой величины.
  
  7. Проконтролировать размерность и ответ.
  

• 4 слайд

  Алгоритм решения задач на «Основы термодинамики»
  
  1. Проанализировать условие задачи: проверить систему тел на замкнутость; определить, какие тела участвуют в теплообмене.
  2. Записать краткое условие задачи в единицах СИ.
  3. Определить для каждого тела, какие процессы с ним происходят при теплообмене.
  4. Записать для каждого процесса формулу для вычисления количества теплоты, выделенной или поглощённой.
  5. Составить уравнение теплового баланса.
  6. Вывести формулу для расчёта искомой величины.
  7. Вычислить значение искомой величины.
  8. Проконтролировать размерность и ответ.
  

• 5 слайд

• 6 слайд

• 7 слайд

  Задача 11. Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 400 моль, на 300 0К ему сообщили количество теплоты 5,4 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.
  

• 8 слайд

  Задача1.
  Пусть азот нагревается при постоянном давлении. Зная, что масса азота m = 280 г, количество затраченной теплоты Q = 600 Дж и удельная теплоёмкость азота при постоянном объёме cv = 745 Дж/(кг • К), определите, на сколько повысилась температура азота. Молярная масса азота М = 0,028 кг/моль.
  
  
  

• 9 слайд

  Р е ш е н и е.
  Согласно первому закону термодинамики Q = ΔU + А'.
  Изменение внутренней энергии ΔU = cvmΔT.
  Работа при изобарном процессе А' = pΔV = (m/M)RΔT.
  Следовательно, Q = mΔT(cv + R/M), откуда
  
  
  
  

• 10 слайд

  Задание 29. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600К и давлении Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его температура при расширении обратно пропорциональна объёму. Конечное давление газа Па. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу A = 2493 Дж?
  

• 11 слайд

  1. Аргон является одноатомным газом, подчиняющимся уравнению Клапейрона-Менделеева: pV=vRT, внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна температуре:
  
  ,
  
  так что
  
  

• 12 слайд

  2. С помощью уравнения Клапейрона-Менделеева и условия расширения
  определим конечную температуру и внутреннюю энергию .
  3. Уменьшение внутренней энергии при расширении
  
  
  
  

• 13 слайд

  4. В соответствии с первым началом термодинамики уменьшение внутренней энергии равно сумме совершённой работы и количества теплоты, отданного газом: , поэтому
  Ответ: 1247 Дж.
  

• 14 слайд

  Литература:
  Алгоритм решения задач по физике - http://www.tutoronline.ru/blog/algoritm-reshenija-zadach-po-fizike
  
  ЕГЭ - http://4ege.ru/fizika/51877-algoritm-resheniya-zadach-po-fizike.html
  
  Качественные задачи в курсе физики - http://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2013/11/03/kachestvennye-zadachi-v-kurse-fiziki
  
  Решение задач и физический эксперимент в школьном курсе физики - http://portal.snauka.ru/2013/03/863
  
  Физика – наука о природе - http://www.all-fizika.com/article/index.php?id_article=656
  
  Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/10_244.swf
  
  

• 15 слайд

  Умение решать физические задачи – одно из свойств человеческого интеллекта.
  

Физика — это  область естествознания, наука, которая изучает наиболее фундаментальные закономерности, определяющие общую структуру и эволюцию материального мира. Являясь одним из трех китов, на которых зиждется современная система мироустройства, физика, является наукой о природе в самом широком понимании этого слова! Кроме того, что она  изучает материальные и энергетические  параметры организации вселенной, она также ставит перед собой задачи пояснения и логического обоснования фундаментальных взаимодействий в природе, управляющих движением материи.

Умение решать физические задачи – одно из свойств человеческого интеллекта. С помощью решения задач обобщаются знания о конкретных объектах и явлениях, создаются и решаются проблемные ситуации, формируются практические умения и навыки, обобщаются знания из истории, науки и техники, формируются такие качества личности, как целеустремленность, настойчивость, аккуратность, внимательность, дисциплинированность, развиваются эстетические чувства, формируются творческие способности. В период ускорения научно – технического прогресса на каждом рабочем месте необходимы умения ставить и решать задачи науки и техники. Поэтому целью физического образования является формирование умений работать со школьной учебной физической задачей.

Основная цель, которая ставится при решении задач, заключается в том, чтобы учащиеся глубже поняли физические закономерности, научились разбираться в них и применять их к анализу физических явлений, к практическим вопросам.

                                   Типы задач по физике

Глобально все задачи можно разделить на 2 основные группы:

1.     Базовые (физические) задачи – задачи, в которых нужно определить физический закон или физическое явление и применить соответствующую формулу.

2.     Комбинированные задачи – задачи, в которых нужно применить законы из нескольких разделов физики.

По содержанию физические задачи разделяют прежде всего на задачи по механике, молекулярной физике, электродинамике. Такое деление условно, так как часто в условии используются сведения из нескольких разделов физики. Данный вид задач часто применяется на экзаменах по физике.

Далее различают задачи с :

а) абстрактным содержанием (Какую максимальную скорость может развить велосипед движущийся по окружности радиуса r, если коэффициент трения покоя равен k?). такие задачи используются при повторении материала, особенно при подготовки к экзаменам.

б) конкретным содержанием, указав конкретное значение r и k получим задачу с конкретным содержанием.

Такие задачи дают связь с действительностью, жизненным опытом учащихся.

Познавательный интерес только тогда имеет прочную основу для своего развития, когда учителю и ученикам будет понятна связь между содержанием учебного материала и его назначением в жизни. Очень важно понимать для чего, зачем мы изучаем те или иные явления природы и насколько велико их значение в развитии цивилизации.

Качественные задачи появились около 200 лет назад. Главная особенность качественной задачи состоит в том, что в ней внимание учащихся акцентируется на объяснении физических явлений, свойств тел, вещества, изучаемых процессов. Цель их не формальное закрепление полученных на уроках знаний и механическое заучивание физических терминов и формул, а разносторонний анализ явлений, законов природы, технических достижений.

В качественной задаче по физике для разрешения ставится проблема, связанная с качественной стороной физического явления. Решается такая задача или путем логических умозаключений, базирующихся на законах физики, или графически, или экспериментально в условиях лабораторных исследований. Математические действия при решении задачи обычно не применяются. В качественной задаче ставится такой вопрос, ответ на который ученик должен составить сам, синтезируя данные условия задачи и свои знания по физике. Метод решения таких задач можно назвать аналитико-синтетическим методом. Центр тяжести в таких задачах переносится на логическое решение, которое осуществляется на основе применения физических законов, соотношений между физическими величинами, известных фактов.

Все физические задачи, независимо от раздела, можно решить, выполняя определённые шаги, которые назовём

«Алгоритм решения задач по физике»

1. Внимательно прочитайте задачу.

2. Запишите в «Дано» все данные и правильно запишите искомую величину.

3. Сделайте перевод единиц в СИ, если это необходимо.

4. Сделайте чертёж  или схему, если это необходимо.

5. Напишите формулу или закон, по которым находится искомая величина.

6. Запишите дополнительные формулы, если это необходимо. Сделайте математические преобразования.

7. Подставьте цифровые значения в окончательную формулу. Вычислите ответ. Проанализируйте его.

8. Запишите ответ.

9. Похвалите себя.

Алгоритм решения задач очень хорошо помогает отработать навыки применения базовых знаний по конкретным темам и разделам физики. Это является основным инструментом учителя и учащегося при подготовке к итоговой аттестации в форме ОГЭ и ЕГЭ.

Алгоритм решения задач на «Газовые законы»:

1. Проанализировать условие задачи: выяснить, сколько состояний газа рассматривается в задаче.

2. Записать краткое условие задачи в единицах СИ.

3. Записать параметры p,V и T, характеризующие каждое состояние газа. Определить какой процесс произошёл.

4. Записать уравнение закон Клапейрона - Менделеева для данных состояний.

5. Вывести формулу для расчёта искомой величины.

6. Вычислить значение искомой величины.

7. Проконтролировать размерность и ответ.

Алгоритм решения задач на «Основы термодинамики»

1. Проанализировать условие задачи: проверить систему тел на замкнутость; определить, какие тела участвуют в теплообмене.

2. Записать краткое условие задачи в единицах СИ.

3. Определить для каждого тела, какие процессы с ним происходят при теплообмене.

4. Записать для каждого процесса формулу для вычисления количества теплоты, выделенной или поглощённой.

5. Составить уравнение теплового баланса.

6. Вывести формулу для расчёта искомой величины.

7. Вычислить значение искомой величины.

8. Проконтролировать размерность и ответ.

Значение качественных задач трудно переоценить. Они способствуют углублению и закреплению теоретических знаний учащихся. Приближая изучаемую теорию к окружающей жизни, они усиливают интерес к предмету, способствует развитию наблюдательности.

Метод решения этих задач, заключающийся в построении логических умозаключений, основанных на физических законах, служит прекрасной школой мышления, вырабатывает четкое понимание сущности физических явлений и их закономерностей, учит учащихся применять знания на практике. Эти задачи прививают любознательность, желание узнать, почему так происходит, умение ставить проблему и, что не менее важно решать ее. В последние годы количество качественных задач в материалах ОГЭ и ЕГЭ повышается.

Литература:

Алгоритм решения задач по физике - http://www.tutoronline.ru/blog/algoritm-reshenija-zadach-po-fizike

ЕГЭ - http://4ege.ru/fizika/51877-algoritm-resheniya-zadach-po-fizike.html

Качественные задачи в курсе физики - http://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2013/11/03/kachestvennye-zadachi-v-kurse-fiziki

Решение задач и физический эксперимент в школьном курсе физики - http://portal.snauka.ru/2013/03/863

Физика – наука о природе - http://www.all-fizika.com/article/index.php?id_article=656

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №16 села Томузловского Буденновского района» Ставропольского края

Решение задач по термодинамике

(Доклад на РМО по физике)

Работу подготовила

учитель физики

МОУ СОШ№16 с.Томузловского

Поделякина Т.В.

2017 год