Урок физики в 10 классе. Тема: Температура и тепловое равновесие. Определение температуры. Энергия теплового движения молекул.

10а - 10б –

Тема. Температура и тепловое равновесие. Определение температуры. Энергия теплового движения молекул.

Цель урока: формировать знания о температуре как одном из термодинамических параметров и мере средней кинетической энергии движения молекул, температурных шкалах Кельвина и Цельсия и связи между ними, об измерении температуры с помощью термометров.

План урока:

1. Оргмомент.

2.Актуализация опорных знаний

Имеют ли газы собственный объем?

1. Имеют ли газы форму?

2. Образуют ли газы струи? текут ли?

3. Можно ли газы сжать?

4. Как расположены в газах молекулы? Как они двигаются?

5. Что можно сказать о взаимодействии молекул в газах?

Вопросы классу

1. Почему газы при высокой температуре можно считать идеальными?

(Чем выше температура газа, тем больше кинетическая энергия теплового движения молекул, а значит, газ более близок к идеальному.)

2. Почему при высоком давлении свойства реальных газов отличаются от свойств идеального? (С ростом давления уменьшается расстояние между молекулами газа и их взаимодействием уже нельзя пренебречь.)

. Физический диктант:

1. Единица измерения энергии?

2. Единица измерения массы?

3. Единица измерения скорости?

4. Единица измерения температуры?

5. Чему равна постоянная Авогадро?

6. Единица измерения диаметра молекулы?

7. Единица измерения числа молекул?

8. Единица измерения молярной массы

3. Постановка цели деятельности

Почему важно изучать газы, уметь описывать процессы, которые в них происходят? Обоснуйте ответ, используя усвоенные знания по физике, собственный жизненный опыт.

4. Изучение нового материала

4.1 Температура и тепловое равновесие

Под термодинамическими параметрами понимают физические величины, которые характеризуют свойства макротела (макросистем) в целом. К ним относятся: давление газа, объем, температура.

Термодинамический процесс представляет собой явление изменения какого – то термопараметра или переход системы из одного состояния в другое.

К микротелам относятся: объем молекулы (атома), масса молекулы, скорость молекулы, концентрация числа молекул.

. Тепловое равновесие – такое состояние тела, при котором его макроскопические параметры не меняются длительное время.

Таким образом, температура характеризует состояние термодинамического равновесия изолированной системы тел.

Температура — это мера кинетической энергии теплового движения молекул.

Температура — скалярная величина; в СИ измеряется в Кельвинах (К).

Основные свойства температуры

Тепловое (термодинамическое) равновесие – состояние тела или системы тел, при котором его термодинамические параметры (p, V, m  и др.) остаются неизменными сколь угодно долго. Температура - характеристика внутреннего состояния макроскопической системы – состояния теплового равновесия. Температура – термодинамический параметр, одинаковый во всех частях термодинамической системы, находящейся в тепловом равновесии. Температуры тел, находящихся в тепловом контакте, выравниваются.

Измерение температуры.

1. Тело необходимо привести в тепловой контакт с термометром.

2. Термометр должен иметь массу значительно меньше массы тела.

3. Показание термометра следует отсчитывать после наступления теплового равновесия.

4.2 Абсолютная температура.

2. Температурные шкалы. Измерение температуры

Температура измеряется с помощью термометров, действие которых основано на явлении термодинамического равновесия, т.е. термометр — это прибор для измерения температуры путем контакта с исследуемым телом. При изготовлении термометров разного типа учитывается зависимость от температуры разных физических явлений: теплового расширения, электрических и магнитных явлений и т.п.

В 1787 году Ж. Шарль из эксперимента установил прямую пропорциональную зависимость давления газа от температуры. Из опытов следовало, что при одинаковом нагревании давление любых газов изменяется одинаково.

Различают такие виды термометров: жидкостные, термопары, газовые, термометры сопротивления.Вещества, которые используются для измерения температуры тел, - термодинамическими.

На современном этапе из многообразия температурных шкал, на практике используются следующие три:

Основные виды шкал:

Шкала Фаренгейта.

Сообщение учащихся о Фаренгейте.

0F – температура особо холодной зимы 1709 г.

23 F- температура таяния льда

98F- температура человеческого тела

212F- температура кипения воды.

Шкала абсолютных температур

Сообщение учащихся о Кельвине.

0К – абсолютный нуль температуры.

Т = т+273

т=273-Т

Рассмотрим основные виды термометров:

Спиртовые или ртутные

Газовые

Электрические

Пирометры

4.3 Связь средней кинетической энергии теплового движения молекул с абсолютной температурой. Постоянная Больцмана

Температура – мера средней кинетической энергии движения молекул

Опытным путем р = nkT, где - k=1,38×10^-23Дж/К, коэффициент пропорциональности - постоянная Больцмана. Постоянная Больцмана связывает температуру со средней кинетической энергией движения молекул в веществе. Это одна из наиболее важных постоянных в МКТ. Температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества.

5.Проверка понимание и осмысления нового материала, и применение нового материала на практике - Какие физические тела – макроскопическими?

- Что вы понимаете под микроскопическими телами?

- Какие параметры – макроскопическими?

- В чем физический смысл температуры?

- Какое состояние – тепловым равновесием?

- Какая величина является его характеристикой?

- Какая температура – абсолютным 0 температуры?

 Выразите в К: 27С, -175С, 100С, 0С

Выразите в С: 4К, 180К, 310К, 420К.

Задачи: стр. 55 №№2.1, 2.2, 2.4, 2.9, 2.13-2.16

Домашнее задание: §59, 60 решить № А1,А2,А3 с.203