Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Разработка урока физики по теме "1 закон термодинамики и газовые законы"

Разработка урока физики по теме "1 закон термодинамики и газовые законы"

Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 29 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>

библиотека
материалов

Методическая разработка урока физики по теме:

«Первый закон термодинамики и газовые законы»



Цель урока: Установить связь между изменениями внутренней энергии, работы и количеством теплоты для изопроцессов.

Задачи урока:

1) образовательные задачи:

  • углубление, обобщение и систематизация знаний по первому закону термодинамики;

  • применение полученных знаний при решении качественных и расчетных задач;

2) воспитательные задачи:

  • формирование активной жизненной позиции;

  • формирование информационной культуры;

3) развивающие задачи:

  • развитие алгоритмического мышления, памяти, внимания;

  • развитие умения применять знания на практике;

  • развитие умений действовать самостоятельно;

Оборудование урока: компьютеры, мультимедийный проектор, диски “ Microsoft Office в школе”, “Открытая физика”

Ход урока

1. Орг. момент

2. Опрос.

Для изучения новой темы нам необходимо повторить следуюшие вопросы:

  1. Что называют изопроцессом?

  2. Что называют изотермическим процессом?

  3. Что называют изобарным процессом?

  4. Что называют изохорным процессом?

  5. Формула изменения внутренней энергии.

  6. Формула работы для изохорного, изобарного, изотермического процессов.

  7. Закон сохранения энергии.

  8. Первый закон термодинамики.

3. Объяснение нового материала.

На прошлых уроках, изучая газовые законы, мы составили таблицу, описывающую изопроцессы. Она будет нам необходима. Выведем формулы первого закона термодинамики для различных процессов.

1) Изотермическое сжатие

Для вывода 1 закона термодинамики воспользуемся интерактивной моделью изотермического сжатия ( рис.2) и графическим истолкованием работы для процесса ( рис.3)

http://festival.1september.ru/articles/508649/img2.JPG

рис. 2

http://festival.1september.ru/articles/508649/img3.JPG

рис.3

 http://festival.1september.ru/articles/508649/img4.JPG

рис.4

Для изотермического процесса T- const, http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifT=0, а значит http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU= 3/2 v RT=0 ( внутренняя энергия не изменяется). Над газом совершается работа А>0, а тепло выделяется Q<0.

Первый закон термодинамики http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU=A+Q выглядит так:

0 = -Q + A

Над газом совершается работа, при этом газ выделяет тепло во внешнюю среду ( внутренняя энергия не изменяется)

А блок –схема 1 закона для изотермического сжатия приведена на рис. 4

2) Изотермическое расширение

Для вывода 1 закона термодинамики воспользуемся интерактивной моделью изотермического расширения ( рис.5) и графическим истолкованием работы для процесса( рис.6)

 

http://festival.1september.ru/articles/508649/img5.JPG

рис.5

http://festival.1september.ru/articles/508649/img6.JPG

рис.6

http://festival.1september.ru/articles/508649/img7.JPG

рис.7

Для изотермического процесса T- const, http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifT=0, а значит http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU=0 ( внутренняя энергия не изменяется). Газ совершает работу А<0, а тепло поглощается (Q>0).

Первый закон термодинамики выглядит так:

Q = A

Газ совершает работу за счет поглощения тепла из внешней среды ( внутренняя энергия не изменяется)

Блок - схема первый закона термодинамики для изотермического сжатия представлена на рис. 7

3) Изобарное нагревание.

Воспользуемся интерактивной моделью и (пронаблюдаем изобарное нагревание) ( рис. 8) и графическим представлением работы ( рис. 9)

http://festival.1september.ru/articles/508649/img8.JPG

рис.8

http://festival.1september.ru/articles/508649/img9.JPG

рис.9

http://festival.1september.ru/articles/508649/img10.JPG

рис.10

При изобарном нагревании температура увеличивается ( http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifT>0 ), внутренняя энергия увеличивается (http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU>0), газ совершает работу , тепло поглощается.

Первый закон термодинамики выглядит так:

Q = http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU – A

Газ получает тепло из внешней среды. Полученная таким образом энергия тратится на увеличение внешней энергии и на совершение работы.

В итоге блок - схема первого закон термодинамики выглядит как на рис.10

4) Изобарное охлаждение

Пронаблюдав процесс изобарного охлаждения на интерактивной модели ( рис.11) и воспользовавшись рис.12 можем сделать вывод:

http://festival.1september.ru/articles/508649/img11.JPG

рис.11

http://festival.1september.ru/articles/508649/img12.JPG

рис.12

http://festival.1september.ru/articles/508649/img13.JPG

рис.13

при изобарном охлаждении температура уменьшается ( http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifT<0 ), внутренняя энергия уменьшается (http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gif U<0), над газом совершается работа , тепло выделяется.

Первый закон термодинамики выглядит так:

http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU = -Q + A

Над газом совершается работа, при этом газ выделяет тепло во внешнюю среду, а его внутренняя уменьшается .

Блок – схема для 1 закона термодинамики для этого случая представлен на рис. 13

5) Изохорное нагревание

Изохорное нагревание пронаблюдаем на интерактивной модели ( рис14) и воспользуемся графиком на рис 15. Вывод:

http://festival.1september.ru/articles/508649/img14.JPG

рис. 14

http://festival.1september.ru/articles/508649/img15.JPG

рис. 15

http://festival.1september.ru/articles/508649/img16.JPG

рис. 16

При изохорном нагревании (http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gif T>0 ), внутренняя энергия увеличивается (http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU>0) , работа A=phttp://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifV равна нулю, т.к. http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifV=0, а тепло поглощается (Q>0).

Первый закон термодинамики выглядит так:

http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU=Q

Газ увеличивает свою внутреннюю энергию за счет теплоты, полученной из внешней среды.

Интерпретация 1 закона термодинамики для изохорного нагревания представлена на рис. 16

6) Изохорное охлаждение

Изохорное охлаждение пронаблюдаем на интерактивной модели ( рис17) и графиком на рис 18. Вывод:

 http://festival.1september.ru/articles/508649/img17.JPG

рис. 17

http://festival.1september.ru/articles/508649/img18.JPG

рис. 18

http://festival.1september.ru/articles/508649/img19.JPG

рис. 19

При изохорном охлаждении (http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gif T<0 ), внутренняя энергия уменьшается(http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU<0 , работа A=phttp://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifV равна нулю, т.к. http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifV=0, а тепло выделяется (Q<0).

Первый закон термодинамики выглядит так:

- http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU=-Q

Газ выделяет тепло во внешнюю среду; при этом его внутренняя энергия уменьшается.

7) Адиабатное сжатие

Адиабатным называется процесс изменения объема и давления газа при отсутствии теплообмена с окружающими телами.

  • Примеры адиабатных процессов:

  • сжатие воздуха в воздушном огниве;

  • сжатие воздуха в дизеле;

Пронаблюдаем процесс адиабатное сжатие и построение адиабаты на интерактивной модели процесса. ( рис. 20 и рис.21)

http://festival.1september.ru/articles/508649/img20.JPG

рис. 20

http://festival.1september.ru/articles/508649/img21.JPG

рис. 21

http://festival.1september.ru/articles/508649/img22.JPG

рис. 22

 При адиабатном сжатии температура увеличивается( http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifT>0 ), внутренняя энергия увеличивается (http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU>0), над газом совершается работа А>0, а количество теплоты равно нулю.

Первый закон термодинамики выглядит так:

http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU=A

Над газом совершается работа, при этом внутренняя энергия газа увеличивается.

8) Адиабатное расширение

Пронаблюдаем адиабатное расширение и построение адиабаты на интерактивной модели процесса. ( рис. 23 и рис. 24 )

http://festival.1september.ru/articles/508649/img23.JPG

рис. 23

http://festival.1september.ru/articles/508649/img24.JPG

рис.24

http://festival.1september.ru/articles/508649/img25.JPG

рис.25

При адиабатном расширении температура уменьшается ( http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifT<0 ), внутренняя энергия уменьшается (http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gif U<0), газ совершает работу ( А<0), а количество теплоты равно нулю.

Первый закон термодинамики выглядит так:

0= - http://festival.1september.ru/articles/508649/img0.gifU+A

Газ совершает работу только за счет своей внутренней энергии. ( Внутренняя энергия при этом уменьшается)

Мы познакомились с новым процессом – адиабатным, а для всех процессов записали первый закон термодинамики.

3. Закрепление нового материала.

Решение задач по задачнику Рымкевича.

Д/З. §

  • Написать сообщения о проявлениях первого закона термодинамики в быту и природе.

  • Сделать сообщение о двигателях Дизеля.

Использованные материалы:

  1. Диск “ Открытая физика”

  2. Физика в таблицах и схемах” О.В. Яневская

  3. Задания для контроля знаний. Термодинамика” А.З Перлин и др. газета “Физика” №47/1995



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 29 ноября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru


Общая информация

Номер материала: ДВ-390588
Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 29 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>