Разработка урока "Работа в термодинамике"

Этап урока.

Время

1. Организационный этап.

2 мин.

2. Проверка домашнего задания: выполнение и взаимопроверка.

5-6 мин.

3. Изучение нового материала.

15 мин.

4. Закрепление изученного материала.

9 мин.

5. Подведение итогов.

3 мин.

6. Дом задание

1мин.

№ п.п

Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1

Организационный

Обеспечить рабочую обстановку и психологический настрой учащихся, направленные на организацию продуктивной деятельности. Кратко охарактеризовать порядок и содержание урока. Сообщить критерии оценивания работы на уроке. Отметить отсутствующих.

Раздать рабочие карты.

2

Актуализация знаний.

Фронтальная кратковременная беседа об основных понятиях, изученных на предыдущих уроках по теме «Термодинамика. Внутренняя энергия.». Подготовить детей к восприятию нового материала.

Мы с вами продолжаем изучать тему «Термодинамика». На сегодняшнем уроке повторим понятия внутренней энергии, способы ее изменения, один из способов изменения внутренней энергии

. ( Слайд № 1,2,3 )

1. Что такое Термодинамика?

2. Что называется внутренней энергией?

3. Какой газ при одинаковых условиях обладает большей внутренней энергией – идеальный или реальный?

4. Сформулируйте закон сохранения энергии.

5. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию системы?

 Какие виды теплопередачи вы знаете?

7.Изменяется ли внутренняя энергия при теплопередаче?

8.Всегда ли изменяется температура при теплопередаче?

9. Всегда ли изменяются другие параметры системы? ( Р.V,M) ( Нет, в зависимости от конкретных условий- какой процесс изотерм, изобарный или иной)

3

Фронтальный опрос

. ( Слайд № 4 ) Приложение 1

Выполните тестовую работу, проведите взаимопроверку , оцените друг друга : каждый верный ответ- 1 балл.

- Поднимите руку кто набрал 5 «+», 4 «+», 3 «+», 2,1 «+».

Отвечают на вопросы

Проверяют, оценивают.

4

Постановка учебной проблемы.

Изменится ли состояние термодинамической системы, если на нее оказать внешнее воздействие, например сжать газ поршнем?

( Слайд 5 )

А может быть и расширить газ?

Как это теоретически доказать?( или экспериментально)

5

Изучение нового материала. Сообщение темы и цели урока.

Что делает с точки. зрения физики человек , сжимая газ?

Предлагаю вам провести эксперимент.( Колба с газом, манометр)

Почему уровни жидкости в манометре стали неодинаковы?

А почему он расширился?

Вы только что наблюдали еще один способ изменения внутренней энергии.

Сформулируйте тему урока и поставьте перед собой задачи. ( Слайд :6-7)

Мы с вами пока изучали только формулу для определения работы механической. Вспомним ее. Как определить механическую работу?

Единицы измерения работы?

Вспомним формулу, для определения давления, если известна сила, действующая на поверхность.

Когда работа силы положительна и отрицательна?

Нам известна еще одна формула из механики

( Теорема об изменении кинет. Энергии)

Что же представляет собой работа в термодинамике?

Обсудите в парах. Выскажите свое мнение. Совпадает ли оно с другими?

Мы ответили на один из вопросов урока. Молодцы.

Рассмотрим случай, когда давление не меняется. Значит, нам нужно еще вспомнить какие изопроцессы мы изучали. Подумать, какой процесс будем рассматривать

Договоримся работу внешних сил обозначать А, а работу газа А!

Как рассчитать работу?

( Видеосюжет. Случай положительной работы внешней силы)

Рассмотрите случай изобарного расширения газа в парах. Запишите формулу( можно с выводом) в рабочий лист.

При расширении газ совершает положительную работу .Что происходит с его внутренней энергии ей?

Демонстрация опыта: баллон с газом, насос, пробка.

Какую термодинамическую систему мы наблюдаем?

О чем говорит туман?

Что с внутренней энергией произошло?

Сделайте вывод на данном этапе урока

Так как мы рассматривали изобарное расширение газа, то вспомним графическую зависимость давления от объема. Слайд ) или таблица

Итак, мы рассчитали работу газа при расширении.

Теперь остается выяснить, при каком изопроцессе работа газа максимальна.

Для этого заполним таблицу.

Запишите формулу процесса и нарисуйте график в координатах pV. Определить работу для процесса.

Желающие заполните на доске.

Анализируем:

Совершается ли работа при изохорном процессе?

Изменяется ли температура газа при изобарном процессе? За счет чего?

Почему при изотермическом процессе внутренняя энергия газа не изменяется?

При изохорном расширении или сжатии

( Слайд ) или таблица

При изотермисеском расширении ( первый опыт) ( Слайд ) или таблица

Формулы для вычисления работы при постоянном давлении: А' = p∆V - (p = const) А' = mR∆T/M - при (p = const)

Если зависимость между силами давления и объемом системы является линейной (p=αV+β), то работа, которую выполняет система, A=p( V₂-V₁), где p=(p₁+p₂)/2

Сделайте еще один вывод.

Совершает работу.

Проводят.

Газ, расширяясь, оказывает давление на воду, т. е. совершает работу.

Нагрелся за счет трения, т.е совершенной над ним работы.

Предлагают вывести формулу для определения работы в термодинамике на основе знаний, полученных в начале 10 класса и 7 классе.

Понять разницу между механической работой и работой в термодинамике.

Записывают тему урока .

работают по опорным конспектам, отвечают)

Ученик на доске записывает формулу:

;

, где F – сила, S-площадь поверхности на которую действует сила

Отвечают.

Обсуждают. Предлагают.

Работа определяется как изменение внутренней энергии тела.

Изотермический, изобарный, изохорный. Процесс изменения состояния данной массы газа при постоянном давлении называют изобарным: . Графиком является изобара.

Работают в парах.

Обсуждают.

Наблюдают.

Воздух с парами воды.

О понижении температуры.

Понизилась.

Если работа совершается над телом, то его внутренняя энергия увеличивается, если же тело само совершает работу, это ведет к уменьшению его внутренней энергии.

Работают в рабочих листах.

При изохорном процессе работа не совершается, т.к объем газа не изменяется.

При изобарном процессе температура газа изменяется за счет поступления или отвода тепла.

При изотермическом процессе внутренняя энергия газа не изменяется, т.к. температура газа остается постоянной

Мы знаем как найти работу графически и по формуле. При изотермическом процессе работа самая большая. При изохорном =0.

6

Закрепление.

Качественные задачи: (Слайд )

1. Какая из шин автомобиля нагреется больше при его движении — слабо или сильно накачанная? (Слабо накачанная шина деформируется в большей степени, поэтому ее внутренняя энергия, а значит, и температура, возрастут больше, чем у сильно накачанной шины.)

2. Со дна водоема поднимается пузырек газа. Совершает ли газ работу? (Да- по мере подъема уменьшается давление воды на пузырек и газ совершает работу по расширению пузырька.)

3. Можно ли передать телу какое-то количество теплоты, не вызывая при этом повышения его температуры? (Да, если тело будет совершать работу (или переходить в иное агрегатное состояние).

4. Почему газы при сжатии нагреваются? (При сжатии газа производится работа над газом, которая переходит в кинетическую энергию движения молекул).

(Слайды -- )

Решают.

Проверка знаний

Тест

1.В механике работа определяется как

А. …произведение модулей силы и перемещения. Работа равна изменению кинетической энергии тела.

Б. … произведение модулей силы и перемещения и косинуса угла между ними. Работа равна изменению кинетической энергии тела.

В. … произведению модулей силы и перемещения и косинуса угла между ними. Работа равна изменению внутренней энергии тела.

2.Работа в термодинамике определяется как

А. …произведение модулей силы и перемещения. Работа равна изменению кинетической энергии тела.

Б. … произведение модулей силы и перемещения и косинуса угла между ними. Работа равна изменению кинетической энергии тела.

В. … произведению модулей силы и перемещения и косинуса угла между ними. Работа равна изменению внутренней энергии тела

3.Работа есть мера

А. … превращения энергии.

Б. … энергии хаотического движения молекул.

Самостоятельная работа по уровням

(приложение 2 )

Выполняют.

Решают.

Подведение итогов.

Рефлексия.

Смогу ли я объяснить однокласснику сегодняшний материал?

Попробуйте оценить свою работу на уроке по 5-бальной шкале.
1.Как я усвоил материал?
- Получил прочные знания, усвоил весь материал - 4-5 баллов.
- Усвоил новый материал частично - 3 балла.
- Мало, что понял, необходимо еще поработать – 2 – 3 балла.

2.Как я работал? Где допустил ошибки? Удовлетворен ли своей работой?
- Со всеми заданиями справился сам, удовлетворен своей работой – 5 баллов.
- Допустил ошибки – 4 – 5баллов.
- Не справился 2 – 3 балла.

Заполняют

Выставление оценок, домашнее задание.

§76 упр. 15( 6),

задания разных уровней:

«А» -

«В»-

«С»-

Записывают.