Первый закон термоденамики и применение его к ихопроцессам

Открытый урок по физике в 10 классе по теме

«Применение первого закона термодинамики к изопроцессам»

Преподаватель физики: Лапина C.Н.

Дата проведения: 03 марта 2017 г.

Тема урока: Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.

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;

Тип урока: Урок комплексного применения знаний.

Оборудование и оснащение: компьютер, экран, презентация, раздаточный материал.

Методы обучения: словесный, наглядный, практическая работа, репродуктивный, проблемный, частично-поисковый.

Педагогические технологии, применяемые на уроке: информационно-коммуникационные, здоровьесберегающие, личностно-ориентированные.

Время проведения - 45 мин.

Ход урока:

1. Оргмомент.

Здравствуйте, ребята. Мы собрались сегодня в этом кабинете не на обычный урок физики. Сегодня я хочу пригласить вас в интересное путешествие. А каким оно будет, зависит от того как хорошо вы владеете знаниями главы «Термодинамика», которую мы сейчас изучаем.

1. Актуализация опорных знаний.

Прежде чем отправиться в дальнее плавание, нам нужно собрать чемодан. Возьмем с собой только самое необходимое.

Вспомним, какой раздел физики мы изучаем? (Основы термодинамики)

Что изучает этот раздел? (наука о наиболее общих свойствах макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода между этими состояниями)

Задание: выбрать из предложенных буквенных обозначений физических величин и законов те, которые характеризуют главу Термодинамика.

T, p, m, M, R = 8.31 Дж/(моль·К), V,

A, Q, ΔU, A' (лишние F = ma, I, a, F_упр)

,

Как вы уже заметили, красным цветом написаны газовые законы: изотермический, изобарный, изохорный. А что можно получить, если собрать формулу из фиолетовых букв? (первый закон термодинамики ΔU= A+ Q – изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе)

1. Постановка цели и задач урока

Как вы думаете, ребята, какова же цель нашего путешествия?

(применить первый закон термодинамики к различным изопроцессам.)

Совершенно верно, то есть мы должны установить связь между изменениями внутренней энергии, работы и количества теплоты для изопроцессов

1. Повторение уравнений изопроцессов путем установления соответствия.

Перед вами три уравнения: Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля.

Установите соответствие уравнения изопроцесса, названия закона и графика, соответствующего данному изопроцессу.

Закон Бойля-Мариотта

Закон Гей-Люссака

Закон Шарля

V. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.

• Итак, расмотрим Закон Бойля-Мариотта. ΔU= A+ Q

Вспомним формулу, как найти изменение внутренней энергии

Т.к. температура газа не меняется, то ΔU=0

или

или - переданное газу количество теплоты идет на совершение газом работы.

Задача.

В изотермическом процессе газу было передано 150 Дж теплоты.

Какую работу совершил газ в этом процессе? Как изменилось его давление, если объём увеличился в 2 раза?

- Молодцы, мы с вами выяснили, как ведет себя первый закон термодинамики при изотермическом процессе, и можем плыть дальше.

• Закон Гей-Люссака. ΔU= A+ Q

Газ совершает работу

– передаваемое газу количество теплоты идет на изменение его внутренней энергии и на совершение им работы при постоянном давлении.

Задача: Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К газу сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.

- Что мы сделали на этом этапе? (Выяснили, как ведет себя первый закон термодинамики при изобарном процессе)

• Закон Шарля ΔU= A+ Q

При изохорном процессе объем газа не меняется, и поэтому работа газа равна нулю.

– изменение внутренней энергии газа равно количеству переданной ему теплоты.

Задача: При охлаждении идеальный газ, находящийся в герметическом сосуде, передал окружающим телам 200 Дж теплоты. Найдите температуру газа в конце процесса, если сначала его температура была равна 200˚ С. Количество вещества в сосуде 5 моль.

- Молодцы, ребята, вы хорошо справились с предложенными заданиями!

- Давайте вместе подумаем, достигли ли мы постановленной?

- Вспомним, как мы использовали каждый закон. (формулировали первый закон термодинамики применительно к трем изопроцессам, решали задачи, применяя этот закон практически)

- Правильно, Давайте проверим свои полученные знания.

1. Закрепление нового материала.

1. Как называется процесс, для которого первый закон термодинамики имеет вид: ?

1. Изотермический.

2. Изобарный.

3. Изохорный.

1. В каком случае при передаче газу тепла его температура может не измениться?

1. Если над газом совершают работу.

2. Если газ совершает работу.

3. При передаче газу тепла он всегда нагревается.

4. При сжатии газа.

5. Такое невозможно

1. Идеальный газ отдал количество теплоты 300 Дж, и при этом внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж. Работа, совершенная газом, равна

1. 400 Дж

2. - 400 Дж

3. 200 Дж

4. - 200 Дж

1. При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам 800 Дж теплоты. Какую работу совершил газ?

1. 1600 Дж

2. 0 Дж

3. – 800 Дж

4. 800 Дж

1. При изохорном нагревании газу было передано от нагревателя 250 Дж теплоты. Какую работу совершил газ?

1. – 250 Дж

2. 250 Дж

3. 500 Дж

4. 0 Дж

1. Подведение итогов урока.

Мне понравилась ваша работа на уроке, вы молодцы, справились со всеми заданиями.

Надеюсь, наша встреча была для вас познавательной и продуктивной.

IX. Рефлексия.

1. Вызвал ли у вас затруднения материал урока?

3 - нет, не вызвал;

2 – были некоторые трудности;

1 – материал урока вызвал значительные затруднения.

1. Удалось ли вам применить имеющиеся знания для решения предложенных задач?

3 - да, удалось;

2 – удалось, но не все;

1 – не удалось.

1. Интересно ли вам было на уроке?

3 - да, было интересно;

2 – иногда было скучно;

1 – урок был не интересным.

1. Насколько комфортно вам было на уроке?

3 – было комфортно;

2 – иногда чувствовал себя некомфортно;

1 – было не комфортно.