Методическая разработка урока физики

Государственное профессиональное образовательное учреждение
Ярославской области
«ЯРОСЛАВСКИЙ АВТОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Методическая разработка урока физики

для обучающихся I курса

по теме:

«СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ТЕЛ. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ»

для всех специальностей

базовая подготовка среднего профессионального образования

Требования ФГОС и работодателей к компетенции выпускников:

ОК 2 – организовать собственную деятельность (ОК, ПК) выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3 – Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях

ОК 4 – осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5 – Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

ОК 6 – Работать в коллективе и команде, эффектно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

Цели:

1. выяснить какими способами можно изменить внутреннюю энергию тел;

2. в чём заключается I закон термодинамики;

3. уметь применять I закон термодинамики при решении задач.

Тип урока: комбинированный урок

Методы и формы оценки образовательного результата по теме:

Методы: текущий контроль в форме: устного опроса и тестовых заданий по теме.

Формы оценки: индивидуальные, трудовые, фронтальные.

Учебный материал:

1. Учебник физики для среднего профессионального образования В. Д. Дмитриева

2. Задачи по физике В.Д. Дмитриева для среднего профессионального образования.

Ведущие методы, технологии, методики: анализ, сравнение, обобщение, проблемная беседа, системно-деятельный подход.

МТБ, ТСО, расходные материалы: мультемидийное оборудование, учебники, презентации, раздаточный материал (задачи, примеры решения задач), монетки.

Конспект урока

1. Организационный момент – 3 мин.

2. Итак мы с Вами приступили к изучению последнего раздела физики тепловых явлений – термодинамики.

В термодинамике действуют в основном 2 закона, по существу – это законы сохранения энергии для тепловых процессов.

Цель нашего занятия выяснить, что представляет собой внутренняя энергия тел, какими способами её можно изменить. В чём заключается I закон термодинамики и на практике научиться применять этот закон к решению задач.

Записываем тему занятия.

1. Что такое внутренняя энергия?

Слово «внутренняя» уже само говорит о том, что это энергия частиц, из которых тело состоит.

Вопрос: Какие существуют виды энергии? (потенциальная и кинетическая) – Е_к и Е_р.

Записываем определение: Внутренняя энергия – это энергия частиц, из которых состоят тела – кинетическая энергия их движение и потенциальная энергия их взаимодействия.

U(Дж) U=U_k+U_p

внутр. энергия U=U_k (для идеального одноатомного газа) U_p=O

И зависит от m и T

- внутренняя энергия ид. газа

i=3(для 1 атомного газа)

i=5(для 2-х ат. газа) – H₂, O₂

i=6(для 3-x ат. газа) – CO₂ и многост. газа

Какими способами можно её изменить?

Вопрос: Для чего нужно знать о способах изменения внутренней энергии?

До сих пор человечество использует закон внутренней энергии для преобразования в другие виды энергии:

- Q от сгорания топлива - в механическую работу

[p.s. об этом подробнее - движение автомобилей]

(связь с будущей профессией)

- Паровые турбины - энергия пара- в электрическую энергию

- Внутренняя энергия атомов - в эл. энергию

и т.д. (смотрим слайды)

Итак, какими же способами её можно изменить?

Сейчас мы с Вами проведём эксперимент.

Я Вам выдам монетки: Придумайте, как изменить энергию атомов этого металла, заставить их двигаться быстрее?

Время на выполнения эксперимента – 10 мин.

(нагревание трением, прислоняем к батарее)

Выясним 2 способа изменения внутренней энергии тел:

∆U

Q – передача тепла A – совершение работы

Далее смотрим фрагмент фильма «Способы изменение внутренней энергии тел» и делаем окончательный вывод, записываем его в тетрадь.

I закон термодинамики и заключается в том, какими способами изменяют внутреннюю энергию тел:

∆U=Q+A

∆U=Q-A ∆U=A-Q ∆U=-Q-A ∆U+Q ∆U=-A

Задача: При передаче газу 200 Дж теплоты, он расширяется, совершив работу 300 Дж. Найти изменение его внутренней энергии? Что с ним произойдёт: нагреется или охладится?

Q = 200 Дж ∆U= Q- А

А = 300 Дж ∆U = 200 – 300 = -100 (Дж)

∆U Ответ: ∆U= - 100 Дж

Газ охладился.

Далее: выполнения заданий - (3 вопроса, 4 задачи) самостоятельной работы.

Первый закон термодинамики

Способы изменения внутренней энергии

I вариант

1. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплопередачи – Q.

2. В чём состоит явление конвекции? Почему конвекция невозможна в твёрдых телах?

3. Летом воздух в здании нагревается, получая энергию различными способами: через стены, через открытое окно, через стекло. С каким видом теплопередачи мы имеем дело в каждом случае?

4. Определите изменение внутренней энергии газа, если ему передали 6·10³ Дж теплоты и он расширился, совершая работу 8·10³ Дж.

5. При изохорном процессе газу передали 500 Дж теплоты. Чему равна работа газа? Каково изменение его внутренней энергии? (Нагрелся он или охладился?)

6. Найти изменение внутренней энергии газа, если при охлаждении газа на 300 Дж, его сжимают, совершая работу 700 Дж.

7. При изменении внутренней энергии на -200 Дж газ совершил работу 1 кДж. Сколько тепла было передано газу?

Дополнительное задание: стр. 141 №5, 6

Первый закон термодинамики

Способы изменения внутренней энергии

II вариант

1. Приведите примеры изменения внутренней энергии тел способом совершения работы

2. Какие тела лучше, а какие хуже поглощают энергию излучением? (цвет поверхности) Как это учитывается на практике?

3. Какие вещества имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность? Почему выражения «шуба греет» неверно?

4. При изохорном процессе газу было передано 200 Дж теплоты. Какова работа газа? Чему равно изменение его внутренней энергии?

5. При передаче газу 4·10³ Дж теплоты, его сжимают, совершая работы 2·10³ Дж. Определите изменение внутренней энергии газа.

6. Определите изменение внутренней газа, если при расширении газа была совершена работа 300 Дж, при этом ему передали 800 Дж теплоты.

7. При передаче газу 500 Дж теплоты его внутренняя энергия увеличивалась на 100 Дж. Какую работу совершил газ?

Дополнительно: стр.143 №5, 6

Примеры решения задач

I закон термодинамики

1. Определить изменение внутренней энергии газа, если ему передали 5·10³ Дж теплоты и он расширился, совершая работу 2·10³ Дж

Q=5·10³ Дж ∆U = Q – A

A = 2·10³Дж (+Q, т. как газу передали тепло)

(-A, т. как газ сам работает)

∆U - ?

∆U=5·10³-2·10³=3·10³ (Дж)

Ответ: ∆U = 3·10³ Дж

1. При сжатии газа была совершена работа 2·10³ Дж, его внутренняя энергия увеличилась на 7·10³ Дж. Сколько тепла было передано газу?

A=2·10³ Дж ∆U – Q+A

∆U=7·10³ Дж (+∆U, т.к. внутренняя энергия увеличивается)

Q - ? (+A, т.к. газ сжимают, работа над газом)

Q = ∆U-A

Q = 7·10³-2·10³=5·10³ (Дж)

Ответ: Q=5·10³ Дж