Логотип Инфоурока

Получите 30₽ за публикацию своей разработки в библиотеке «Инфоурок»

Добавить материал

и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru

Инфоурок Физика КонспектыУрок физии в 10 классе. Первый закон термодинамики.

Урок физии в 10 классе. Первый закон термодинамики.

Скачать материал
Скачать тест к этому уроку
библиотека
материалов


Проект урока по физике

в 10 классе по теме:




«I закон термодинамики.

Применение I закона термодинамики к изопроцессам.»















Симонова Т.А., учитель физики.

муниципального общеобразовательного учреждения

средняя общеобразовательная школа № 29

г. Георгиевска Ставропольского края








Тема урока. I закон термодинамики. Применение I закона термодинамики к изопроцессам.


Цель урока. 1.Рассмотреть и сформулировать I закон термодинамики. Выяснить его физический смысл.

2. Дать понятие об адиабатном процессе. Показать применение I закона термодинамики к изопроцессам.

3. Показать единство закона сохранения энергии для различных явлений в природе.

Развивающая

  1. Развить умение применять полученные знания при решении расчетных и качественных задач.

  2. Привить интерес у учащихся к творческой исследовательской работе.

  3. Продолжить развивать логическое мышление.

  4. Продолжить работу по формированию навыков экспериментальной работы и умения анализировать источники информации.

Воспитательная

  1. Развивать научное мировоззрение на примере единства проявления закона сохранения энергии в механике, электростатике, термодинамике.

  2. Развивать информационные УУН

  3. Воспитывать добросовестное отношение к труду.

  4. Развивать коммуникативные умения и навыки при работе в классе.


По информатике

Образовательные:

  1. Обеспечить применение практических навыков для работы с программой, папкой и файлом: открыть программу (графический редактор Paint), открыть файл, папку.

  2. Закрыть окно программы, сохраняя изменения в файле.

Развивающие:

  1. Развивать аналитико – синтезирующее мышление, формировать умение выделять существенные признаки и свойства объекта, делать выводы.

  2. Развивать умение применять знания на практике при решении задач и работе в редакторе Power Point.

  3. Развивать общетрудовые и политехнические умения (операционно – контрольные умения, умение пользоваться мышью, клавиатурой; оценивать результаты выполненных действий; регулировать и контролировать свои действия).

Тип урока: урок получения новых знаний с интегрированием знаний, умений и навыков по физике и информатике.


I.Организационная часть


II.Актуализация знаний учащихся

  1. Внутренняя энергия

  2. Задача №623.сборник задач А.А. Рымкевич

  3. Физический диктант.

Напиши формулы

I вариант II вариант

1. Закона Гей- Люссака 1. Закона Шарля

2. Закона Бойля- Мариотта 2. Закона Менделеева-Клапейрона

3. Закона Клапейрона 3. Внутренней энергии

4. Работы в термодинамике 4. Количество теплоты на нагревание

5. Количество теплоты на плавление 5. Количество теплоты на парообразование

6. Сгорает топливо 6.КПД тепловой машины

III. Беседа с демонстрацией опытов, выводом I закона термодинамики и исследовательской работой учащихся по его применению к изопроцессам.


Одним из основных законов природы является закон сохранения энергии. Который формулируется так:

Ответ учащихся. Энергия ни откуда не берется и бесследно не исчезает, она переходит из одного вида в другой от одного тела к другому.

Открыт этот закон был Гельмгольцем, Мейером, Джоулем и связывает все явления природы воедино.


hello_html_m58042c45.jpghello_html_3330e247.jpghello_html_47e732ca.jpg

Г.Гельмгольц (1821-1894) Р.Мейер (1814-1878) Д.Джоуль (1818-1889)

Этот закон распространяется и на тепловые явления. При изменении температуры механическая энергия не меняется. А что происходит с внутренней энергией?

    1. Что называется внутренней энергией.

    2. Может ли меняться внутренняя энергия.

    3. Как узнать о изменении внутренней энергии тела.

Вывод учащихся: внутренняя энергия может меняться при изменении агрегатного состояния вещества и при изменении температуры. Об изменении внутренней энергии можно судить по показаниям термометра.

Опыт: на спиртовке нагревается вода в пробирке, температура воды измеряется с помощью термометра.

Что произошло с внутренней энергией воды? Каким способом изменилась внутренняя энергия?

Фронтальный эксперимент.

Цель работы: определить как меняется внутренняя энергия тела при совершении работы. Приборы и материалы: алюминиевая проволока, термометр.

Задание: измерить температуру проволоки. Сгибать и разгибать проволоку 15 - 20 раз. В месте сгиба измерить температуру и сделать вывод.

Каким способом изменилась внутренняя энергия?

Вывод учащихся из опыта и экспериментальной работы. Внутренняя энергия изменилась при совершении работы и теплопередаче.

Пусть имеется термодинамическая система, которая обменивается энергией с окружающей средой. Этот обмен происходит с получением энергии при теплообмене и при совершении газом или над газом работы

Первый закон термодинамики является обобщением закона сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Он формулируется следующим образом:

Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты переданного системе.

ΔU= A+ Q 

Соотношение, выражающее первый закон термодинамики, часто записывают в другой форме:

Q = ΔU + A

Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

Работа газа всегда отрицательна (-) на (-) дает (+). Из I закона термодинамики вытекает невозможность создания вечного двигателя, который должен совершать работу без затрат энергии топлива.

В законе речь идет об изменении внутренней энергии.

Работа и количество теплоты характеризуют этот процесс изменения.

Применение законов термодинамики к изопроцессам:

Работа учащихся на доске.

U = 3/2ν RT A =-p (V2 – V1

  1. В изохорном процессе (V = const) газ работы не совершает, A = 0. Следовательно,

Q = ΔU = U (T2) – U (T1).

Здесь U (T1) и U (T2) – внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля). При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q > 0), и его внутренняя энергия увеличивается. При охлаждении тепло отдается внешним телам (Q < 0).

Исследовательская работа учащихся.

(По вариантам.)

Цель работы. Вывести какой вид будет иметь I закон термодинамики для изотермического процесса Т – постоянная величина(1 вариант) и изобарного процесса р- постоянная величина

(2 вариант).

Выводы учащихся.

  1. В изобарном процессе (p = const) работа, совершаемая газом, выражается соотношением

A = p (V2 – V1) = p ΔV.

Первый закон термодинамики для изобарного процесса дает:

Q = U (T2) – U (T1) + p (V2 – V1) = ΔU + p ΔV.

При изобарном расширении Q > 0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q < 0 – тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.

  1. В изотермическом процессе температура газа не изменяется, следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, ΔU = 0.

Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением

Q = A.

Газ совершает работу за счет получения количества теплоты.

Учитель подводит итог.

Но существует ещё один процесс - адиабатный.


4.Адиабатный процесс - это процесс без теплопередачи.

При быстром сжатии работа совершается над газом. Внутренняя энергия и температура – увеличивается.

При быстром расширении газ совершает работу. Внутренняя энергия и температура уменьшается.

Применение: в двигателях Дизеля, при работе компрессоров, для получения сжиженных газов, в грандиозных масштабах в атмосфере Земли. Получение облаков, выпадение осадков.


Модель. Адиабатический процесс

В адиабатическом процессе Q = 0; поэтому первый закон термодинамики принимает вид

A = –ΔU,

т. е. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии


hello_html_m15f16467.png


hello_html_2c302e24.png

hello_html_m398a2839.png


hello_html_m504fe6e6.png


IV. Закрепление.

1. Чему равно изменение внутренней энергии газа если ему передана 300 Дж количество теплоты и внешние силы совершили работу 500 Дж.



2. При адиабатным расширением совершена работа 200 Дж. Найти изменение внутренней энергии.



3hello_html_4e2347d4.gif. Р, Па. 103

hello_html_f3d5dd8.gif 6 1 2

hello_html_4c0d539e.gifhello_html_f3d5dd8.gif4

hello_html_f3d5dd8.gif 2

hello_html_fe2abf0.gifhello_html_3c80bc03.gifhello_html_3c80bc03.gifhello_html_3c80bc03.gif

2 4 6 V3



Найти работу при переходе из состояния 1-2

4. Какой процесс если 1) А=0;

2)U = 0

Ответ: 800 Дж; 200 Дж; 16.103 Дж; Vпостоянная; Т постоянная


Первичная проверка усвоения знаний

Рефлексия. (Самоконтроль учащихся)


1. Как изменилась внутренняя энергия идеального газа при изотермическом расширении.

Ответ: a) ∆U =0; б)∆U>0; b)∆U<0; г)∆U=A; д)∆U =А'.


2. Как изменилась внутренняя энергия газа, если ему передано количество теплоты 200 Дж и внешние силы совершают над ним работу 600 Дж.

Ответ: а)0; б)400Дж; в)500Дж; г)800Дж; д)200Дж.


3. Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 2?


Р,Па

hello_html_3bf70e44.gifhello_html_4c0d539e.gifhello_html_13437669.gifhello_html_f3d5dd8.gif 300 1 2

Ответ: а)0; б)300Дж; в)600Дж;г)900Дж

hello_html_f3d5dd8.gif 200

hello_html_f3d5dd8.gif 100

hello_html_3c80bc03.gifhello_html_3c80bc03.gif

hello_html_7b2f69e4.gifhello_html_fe2abf0.gif 0 1 2 3 V3







4. Переход газа из состояния М в состояние N совершается различными способами:

1, 2, 3, 4. В каком случае работа газа максимальная?


hello_html_317312de.gif

Р М 1

hello_html_m789eaee.png

Оhello_html_39e401c4.gifтвет: а)1; б)2; в)3; г)4; д) при всех

V

процессах одинакова



5. Выделяется или поглощается теплота при конденсации водяного пара?

Ответ: а) выделяется; б) поглощается; в) не выделяется и не поглощается; г) процесс может идти как с выделением, так и с поглощением теплоты.

Ответы: 1 -А, 2 - Г, 3- В, 4 - А, 5 – А


Учащиеся анализируют какие задания вызвали трудности, заполняют таблицу и ставят себе оценку.



Вопрос

Знаю, умею, понимаю

Сомневаюсь

Не понимаю, не знаю

1.

2. 3. 4.

5.




Учитель разбирает все вопросы, которые возникли у учащихся в ходе работы. А затем предлагается аналогичная работа ученикам, чтобы проверить и сравнить, как оценивают себя учащиеся и их реальные знания.


Самостоятельная работа


Вариант I

  1. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при адиабатном расширении,

a) U = 0; б)U<0; b) U>0; г) любое; д) внутренняя энергия равна нулю.

  1. В каком процессе изменение внутренней энергии системы равно количеству переданной теплоты.

  1. изохорном; б) изобарном; в) изотермическом; г) адиабат­ном; д) нет ответа.

  1. Газу передано 100 Дж количес­тво теплоты и внешние силы совершили над ним работу 300 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии. а) нулю; б) 100 Дж; в) 200Дж; г)300Дж; д) 400Дж.

  2. Чему равна работа, совершен­ная газом при переходе из сос­тояния 1 в состояние2.

hello_html_m6949ec68.gifР,Па

hello_html_25bf898e.gifhello_html_32eac4d0.gif

hello_html_f3d5dd8.gif 100 1 2

hello_html_3bf70e44.gifhello_html_m528b115e.gifhello_html_3bf70e44.gif



hello_html_f3d5dd8.gif 50

hello_html_m271f681d.gifhello_html_3c80bc03.gifhello_html_3c80bc03.gifV3

1 2 3 4



а) 0; б) 300Дж; в)200Дж; г) 900Дж; д) нет ответа.


Ответ: 1-б; 2-а; 3-д; 4-б.


Вариант 2

1. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при изотермическом сжатии.

a) U = 0;6) U<0;b) U>0; г)любое; д) внутренняя энергия равна нулю.

2. Какой процесс произошел при сжа­тии идеального газа, если работа со­вершенная внешними силами над га­зами равна изменению внутренней энергии газа?

а) адиабатный; б) изобарный; в) изохорный; г) изотермический; д) нет ответа.


3. Газ получил количество теплоты 300 Дж, его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж. Чему равна работа, совершенная газом?

а) нулю ;б) 100 Дж; в) 200Дж; г) З00Дж; д) 400Дж.

4. Чему равна работа, совершен­ная газом при переходе из сос­тояния 1 в состояние2.

Р,Па

hello_html_7b2f69e4.gif

hello_html_13437669.gifhello_html_13437669.gifhello_html_4c0d539e.gifhello_html_f3d5dd8.gif 1000 1 2



hello_html_f3d5dd8.gif 500

hello_html_7436e1ba.gif

hello_html_3c80bc03.gif

1 2 3 V3


А) 3000Дж; б)2000 Дж; в) 1200Дж; г) 0; д) нет ответа.

Ответ: 1- а; 2-а; 3-б; 4-б.

Итог:

1.С каким законом мы познакомились.

2. Как читается этот закон термодинамики.

3. Оценки за урок. (в заранее подготовленной ведомости выставляется три оценки:

1. за физический диктант

2. самооценка учащихся

3. оценка учителем самостоятельной работы

На дом


§ 80, 81; Упражнение 15 (10,3,7, рис. на стр.183). Учебник физики -10кл. Г.Я. Мякишев, Б.Б.Буховцев, М 2003г.


Примечание.

КПД урока - это отношение числа совпавших оценок учителем и учеником к количеству учащихся в классе.




  • Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
    Пожаловаться на материал
Скачать материал
Скачать тест к этому уроку
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Проверен экспертом
Общая информация
Учебник: «Физика. Базовый и профильный уровни», Тихомирова С.А., Яворский Б.М.
Тема: § 38. Уравнение Менделеева — Клапейрона

Номер материала: ДБ-272657

Скачать материал
Скачать тест к этому уроку

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Методика написания учебной и научно-исследовательской работы в школе (доклад, реферат, эссе, статья) в процессе реализации метапредметных задач ФГОС ОО»
Курс повышения квалификации «Основы местного самоуправления и муниципальной службы»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС технических направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Этика делового общения»
Курс повышения квалификации «Правовое регулирование рекламной и PR-деятельности»
Курс повышения квалификации «Разработка бизнес-плана и анализ инвестиционных проектов»
Курс профессиональной переподготовки «Организация менеджмента в туризме»
Курс повышения квалификации «Финансы предприятия: актуальные аспекты в оценке стоимости бизнеса»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс профессиональной переподготовки «Управление сервисами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Разработка эффективной стратегии развития современного вуза»
Курс повышения квалификации «Мировая экономика и международные экономические отношения»
Курс профессиональной переподготовки «Организация системы менеджмента транспортных услуг в туризме»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.