Решение задач по теме: «Основы термодинамики»

Решение задач по теме: «Основы термодинамики».

Цель: сформировать умения по решению задач по теме: «Основы термодинамики»,

развивать логическое мышление: проводить аналогии, делать выводы, воспитывать познавательную и коммуникативную активность, интерес к предмету, умение оценивать свою работу.

Используемые образовательные технологии: информационная (мультимедиа-презентация, работа со справочной литературой), коммуникативно-ориентированная (создание проблемной ситуации, рефлексия), здоровьесберегающая (своевременное чередование различных видов деятельности учащихся, создание благоприятного эмоционально-психологического климата во время урока, проветривание кабинета перед уроком)

Ход урока:

1. Орг. момент. – 1 мин.

2. Проверка усвоения ранее изученного материала (кратковременная самостоятельная работа)– 6 мин.

Вариант №1

1. Внутренняя энергия монеты уменьшится, если :

а) её нагреть

б) сообщить ей большую скорость

в) поднять над поверхностью земли

г) положить монету в холодильник

2. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при его изотермическом сжатии?

а) увеличивается

б) уменьшается

в) не изменяется

г)увеличивается или уменьшается в зависимости от скорости изменения объема

3. Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж и совершил работу, равную 400 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия газа, если его масса постоянна?

а) увеличилась на 100 Дж

б) увеличилась на 700 Дж

в) уменьшилась на 100 Дж

г) уменьшилась на 700 Дж

4. В кастрюле с водой, поставленной на электроплиту, теплообмен между конфоркой и водой осуществляется путем

а) излучения

б) конвекции и теплопроводности

в) теплопроводности

г)излучения и теплопроводности

5. Какая часть энергии при изобарном нагревании идет на совершение работы?

а) 20% б) 40% в) 60% г) 80%

1. Создание проблемной ситуации – 3 мин

Наша пища состоит из белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей и воды. Какие превращения происходят с питательными веществами в организме? Простая схема выглядит так: организм получает с пищей необходимую энергию, перерабатывает ее, а затем выделяет в виде тепла, которое принято измерять калориями (кал). Большой калорией (ккал) обозначается количество тепла, необходимое для нагревания 1 л воды на 1 °С. Окисляясь в организме, 1 г белка выделяет 4,1 ккал, 1 г углеводов — 4,1-4,3 ккал, а 1 г жира — 9,3 ккал. Зная количество белков, жиров и углеводов, входящих в состав какого-либо продукта, можно высчитать его калорийность.

Первоначально калория была определена как количество теплоты, необходимое для нагревания 1 г воды на 1°С. Затем была введена "международная ккал", которую определелили как как 1/861,1 международных квт/ч. Позже было принято решение о переходе от калории к новой единице - абсолютному джоулю, и между Калорией и джоулем было установлено следующее соотношение: 1 кал = 4,1868 Дж

Почему подсчет калорий столь популярен? Согласитесь, никто из нас не любит сложных путей. Всегда проще просто складывать цифры, нежели анализировать состав пищи и думать о далекоидущих последствиях. Различные типы питательных веществ оказывают разное влияние на организм. Доказано, что диеты, которые основываются на одном и том же объеме калорий, но разных пропорциях белков, жиров и углеводов, дают в итоге различный результат в потере веса.

Избегайте слишком низкой калорийности питания (меньше 1200 калорий) в течение длительного временного промежутка. Подобная диета сократит не только количество жировых отложений на вашем теле, но так же она сократит и количество ваших мышц. При чрезмерном ограничении калорийности пищи до 45 процентов дефицита энергии будет получено не из жировых отложений, а из мышц Вашего организма, что приведёт к замедлению обмена веществ, а также к выходу на плато в похудении даже на очень низких калориях. Дефицит калорийности, помимо всего прочего, очень негативно влияет на гормон, отвечающий за устойчивость веса — лептин, уровень которого снижается, а точнее падает слишком низко. Всё это приведёт к бесконтрольному чувству голода (булимия), замедлению обмена веществ в организме, а также активизации фермента, который отвечает за «складирование» жира в организме — липопротеина липазы

Самый быстрый обмен веществ – у здорового человека. Когда человек спит, его организм расходует в час примерно 65 ккал или около 500 ккал за всю ночь. Для человека среднего возраста обмен веществ составляет примерно 1500 ккал в сутки.

1. Так как правильно рассчитать калории можно только в комплексном подходе, для начала рассчитаем свой основной обмен. В этом вам поможет следующая формула.

2.  Рассчитываем сумму затраченных калорий на основной обмен и физические нагрузки. Для этого величину основного обмена, которые вы уже подсчитали, необходимо умножить на коэффициент: при низкой физической активности он составляет 1,1; при средней физической активности – 1,3; при высокой физической активности – 1,5.

Например, у женщины весом 50 кг при средней физической нагрузке количество калорий будет равно 1233 X 1,3= 1600 ккал.

3. Добавим 10% на переваривание пищи, и наш итоговый объем ежедневного потребления калорий составит 1760 ккал.

Сколько калорий тратится на различные виды деятельности?

1. Смотрим таблицу и считаем!

1. По данным отечественной статистики, гражданин России в среднем потребляет 3120 ккал, тогда как согласно исследованиям диетологов женщинам в среднем необходимо около 2000 ккал, а мужчинам - 2500. Лишние 100 ккал в день (5 чайных ложек сахара или 1 маленький шарик сливочного мороженого) приведут к тому, что масса тела возрастет на 9 г. Казалось бы, такая прибавка несущественна, однако за год вес увеличится на 3 кг 285 г (9 г х 365 дней), а за 5 лет - на 16,5 кг (3285 г х 5 лет).

2. Расчет калорийности завтрака - 5 мин

По предложенным таблицам рассчитайте калорийность вашего завтрака и сделайте выводы.

1. Создание проблемной ситуации – 3 мин

Человеку всегда важно знать, какая будет погода, поскольку она влияет на самочувствие и деятельность. Наблюдая природу в ненастье, солнечным днём, в сумерки, ночью, люди отмечали характерные признаки, предваряющие те или иные изменения погоды. Так появились многочисленные приметы - свидетели народной наблюдательности, сметливости, мудрости.

«Погодные» приметы разнообразны. Одни подмечают поведение людей и животных, другие связаны с различными физическими явлениями, третьи - с религиозными верованиями.

Попытаемся объяснить некоторые из народных примет с точки зрения физических процессов, описываемых в них.

Иногда в народе говорят: «Соль мокнет - к дождю», «Парит - к грозе»,

«Табак сыреет - к сырой погоде». О чём идёт речь? Некоторые вещества впитывающие влагу из окружающего воздуха сыреют, происходит это как раз перед дождём, когда увеличивается влажность воздуха.

Существует старинная народная примета: «Лучина трещит и мечет искры - к ненастью».Её объяснение аналогично: при повышенной влажности деревянные предметы (лучина) отсыревают. При горении влага из древесины интенсивно испаряется. Увеличиваясь в объёме, пар с треском разрывает древесные волокна.

Данные мудрые народные наблюдения показывают, что с ухудшением погоды связано повышение количества водяного пара в воздухе, т.е. влажности. Другая народная примета гласит:

«Если в поле далеко раздаётся голос, то будет дождь»С чем это может быть связано? Как объяснить такое явление?

В данном случае народ связал звуковые явления и увеличение влажности воздуха! Оказывается с увеличением влажности увеличивается плотность воздуха, а следовательно и способность проводить звук! В связи с этим крестьяне в старину иногда с помощью эха узнавали, будет ли дождь. Они кричали: «Какой пень, какая колода, какая будет погода? Го-о-оп-гоп-гоп-гоп!» Если эхо отвечало «гоп» отчётливо, звучно - ждали дождя.

Ухудшение погоды сопровождается, как правило, падением атмосферного давления. Как известно, явление кипения также находится в некоторой зависимости от атмосферного давления: чем ниже атмосферное давление, тем ниже температура кипения жидкости, тем быстрее она закипает! Это явление нашло отражение и в народных приметах: «Горшки легко закипают через край - к ненастью». Речь идёт конечно о кипении молока, оно при низком давлении «убегает» быстрее, чем обычно.

В некоторых пословицах находят отражение и оптические явления: «Если звёзды блестят ярко - к стуже», «Мало звёзд на небе к ненастью». Как объяснить эти явления? Связано это с тем, что при ухудшении погоды, увеличивается влажность воздуха и на высоте 8-10 км, образуются кристаллики льда, которые рассеивают свет подобно дыму или туману, в связи с чем, цвет неба белеет. Затем облачность уплотняется и слабые звёзды становятся невидимыми. В ясную погоду небо чистое, звёзд много и они хорошо видны.

1. Объясните с точки зрения физики народные приметы и поговорки - 7 мин

Осенний иней - к сухой и солнечной погоде.

Туман утром стелется по воде - к хорошей погоде.

Когда дым (без ветра) бьёт к Земле, то это к снегу (летом к дождю), а дым столбом - к морозу.

Грозы предвещают плодородие.

Горшки легко позакипают через край - к ненастью.

Дрова в печи плохо разгораются и дымят—к оттепели.

1. Подведение итогов. Инструктаж по выполнению домашней работы - 3 мин

Сегодня мы расширили свои знания о тепловых явлениях: научились объяснять народные приметы, убедились в необходимости правильного питания.

Особенно активно и с высоким качеством работали (объявляются фамилии).

Домашнее задание: найти и объяснить ещё две пословицы и поговорки о погоде, составить меню на следующий день, рассчитать калорийность.

Урок закончен. До свидания.