Урок физики в 10 классе "Решение задач по основам термодинамики"

Интергированный урок физики с информатикой, на уроке осуществляется выполнение практической работы: закрепить знание I закона термодинамики для изопроцессов путем решения задач, с целью сформировать у учащихся умение решать физические задачи, используя среду электронной таблицы. Также закрепить умения и навыки учащихся по информатике- ввод и редактирование данных в таблицу, выполнение расчетов, использование функции автозаполнения, построение графиков и диаграмм в среде Excel.

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?

Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.

Быстро и объективно проверять знания учащихся.

Сделать изучение нового материала максимально понятным.

Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Наладить дисциплину на своих уроках.

Получить возможность работать творчески.

=> ПОЛУЧИТЬ СУПЕРСПОСОБНОСТИ УЧИТЕЛЯ <=

Просмотр содержимого документа
«урок физики в 10 классе "Решение задач по основам термодинамики" »

Тема: Решение задач по основам термодинамики

Цели урока

Образовательные: закрепить знание I закона термодинамики для изопроцессов путем решения задач; сформировать у учащихся умение решать физические задачи, используя среду электронной таблицы; закрепить умения и навыки учащихся: ввод и редактирование данных в таблицу, выполнение расчетов, использование функции автозаполнения, построение графиков и диаграмм в среде Excel.

Развивающие: формирование критического и творческого мышления; формирование умения практически применять знания, умения и навыки в различных ситуациях; развивать мыслительную деятельность учащихся.

Воспитательные: формирование в сознании учащихся научной картины мира, самостоятельности и активности в учебном процессе; использование информационных технологий с целью повышения интереса к изучению физики.

Оборудование: компьютеры; программное обеспечение: табличный процессор Excel, обучающая программа в среде Power Point.

Этап урока		Деятельность		Результат	Выводы	Примечание
Название	Цель	учителя	учащихся	Результат	Выводы	Примечание
I. Вступление. Актуализация знаний.	Постановка перед учащи-мися учебных задач. Проверить знания уча-щихся по теме: «Термодинами-ка». 3 Продолжить формирование грамотных мо-нологических ответов.	Ставит перед учащимися ос-новные учебные задачи: разобрать физическую сущ-ность задачи, использовать среду электронных таб-лиц для проведения анализа физичес-кого процесса. Проводит фрон-тальную беседу: 1. Какие физи-ческие величины относятся к мак-роскопическим параметрам, ха-рактеризующим газ? 2. Запишите урав-нение, связыва-ющее эти физи-ческие величины. 3. Перечислите основные газовые процессы. 4.Сформулируйте I закон термоди-намики.	Участвуют в опросе, ведут обсуждение проблемы.	Сформулирова-ны понятия предыдущих уроков: макроскопичес-кие параметры, газовые законы, Iзакон термодинамики. Создана моти-вация к изуче-нию нового ма-териала.	1. К макроскопическим параметрам относятся температура, объем, давление. 2. pv = (m/M)RT 3. Изобарный, изотермический, изохорный процессы. 4. Q = A^/ + ∆U.	При проведении урока класс де-лится на подгруп-пы, чтобы каж-дый ученик имел возможность са-мостоятельно работать за компьютером. Урок начинает учитель физики.
II Изучение но-вого материала, систематизация изученного.	1. Обеспечить до-казательность I за-кона термоди-намики путем ре-шения физической задачи. 2. Исследовать зависимость тер-модинамических параметров от тем-пературы, сохра-няя при этом неизменными мас-су газа и величину изменения его объема. 3. Использовать для более нагляд-ного отображения зависимости рас-четных параметров модели от исход-ных данных гра-фики и диаграммы. 4 Разбор задачи № 532 с диска 5 Разбор решении задачи для вычисления КПД замкнутой системы при помощи презентации задача решается в три этапа	Формулирует условие задачи.^* Разбирает с уча-щимися физичес-кую сущность за-дачи. Учитель физики формулирует зада-ние: построить за-висимость термодинамических характеристик от начальной темпе-ратуры газа, задавая темпера-туре различные значения, в среде электронных таблиц, построить энергетическую диаграммму, наглядно отображающую I закон термо-динамики. Учитель инфор-матики проводит фронтальный опрос по вопросам: ввод и редактирование данных в таблицу, выполнение расче-тов, использование функции автозапол-нения, построение графиков и диаг-рамм в среде Excel. Контролирует ра-боту учащихся в среде электронных таблиц. Учитель физики объясняет решение задачи Учитель физики объясняет решение задачи и вывод формул	Участвуют в обсуждении задачи, самостоятельно решают задачу, проверяют решение. Заполняют таб-лицу, содержа-щую исходные данные и рас-четные формулы. Принимают участие в опросе, самостоятельно работают за персональным компьютером, выполняя задание 2.^* Строят графи-ческие зависи-мости и энер-гетическую диаграмму, результаты построений сохраняют в файле под своей фамилией в папке 10 Б класс. Участвуют в обсуждении задачи, решают задачу, проверяют решение. Участвуют в обсуждении задачи, решают задачу, проверяют решение.	Сформированы навыки решения задач на применение I закона термодинамики. Построены гра-фические зависимости термоди-намических параметров от температуры в среде электронных таблиц. Сформированы навыки решения задач на применение I закона термодинамики Сформированы навыки решения задач на применение I закона термодинамики	Ответы на вопрос задачи: 12,4 кДж; 44,1 кДж; 31,7 кДж. Расчетные формулы: A = (m/M)RT₁; Q = c_pm T₁; ∆U = Q – A^/. Q12=v(i/2) R(T2 - (P1V1)/(vR)) Q23=vRT2ln(V3/V1) Q31 = ν(1+i/2) R*(T1 – T2) η=1- IQ31I /I(Q12+Q23)I	^условие задачи представлено в технологической карте к уроку. С учащимися работает учитель физики. С учащимися работает учитель информатики. ^задание 2 пред-ставлено в тех-нологической карте к уроку.
III. Проверка сте-пени понимания учащимися но-вого материала.	1. Формирование у учащихся мыс-лительной деятель-ности при анализе, обобщении резуль-татов моделиро-вания в электрон-ных таблицах; умение увидеть в числах реальный процесс.	Наблюдают за ра-ботой учащихся, оказывают необ-ходимую помощь.	Анализируют результаты графических зависимостей, отвечая на вопросы в документе «Ре-зультаты исследования».	Провели анализ результатов ис-следования, ответы сохранили в файле под своей фамилией в папке 10 класс.		Ответы учащихся сохраняются на учительский компьютер.
IV. Рефлексия. Домашнее зада-ние.	1. Осуществление контроля за ЗУН с учетом возрастных и психологических особенностей учащихся.	Отмечают резуль-таты работы уча-щихся. Задают воп-росы, побужда-ющие к рефлексии урока: «Что на уроке было глав-ным? Что было интересным? Что нового сегодня узнали?» Поясняют домаш-нее задание.	Проводят само-оценку, отвечают на вопросы. Записывают домашнее задание. Задача № 4 Сделать вычислении по задачи №3 электронной таблице	Учащиеся оценили свою работу на уроке.

Технологическая карта

Тема урока: Решение задач по основам термодинамики.

Задание 1.

Кислород массой 160 г находится при температуре 27°С. При изобарном нагревании в 2 раза увеличивается его объем. Найдите работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание, а также изменение внутренней энергии. Удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении равна 920 Дж/(кг·К), молярная масса – 0,032 кг/моль, универсальная газовая постоянная – 8,31 Дж/(моль·К).

Дано:	С.И.	Решение:

Задание 2.

С помощью электронных таблиц Excel постройте зависимость работы газа при расширении, зависимость количества теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, и зависимость изменения его внутренней энергии от начальной температуры газа, задавая температуре различные значения, но при этом сохраняя постоянными массу газа и величину изменения его объема.

Постройте энергетическую диаграмму, на которой укажите количество полученной газом теплоты Q, совершённую работу A и изменение U внутренней энергии газа в данном процессе при температуре 273 К.

Указания к заданию:

Считать, что температура изменяется от 273 К до 300 К с шагом 3 К.
Заполните таблицу:

Физическая величина	Расчетная формула
А, Дж
Q, Дж
U, Дж

Задание 3.

Проанализируйте результаты графических зависимостей, ответив на вопросы в документе «Результаты исследования». Ответы сохраните в файле под своей фамилией на компьютер К-14t, в папку Мои документы, 10 Б класс.

Результаты задания 2 Зависимость термодинамических параметров от температуры

T, К	Q, Дж	A, Дж	∆U, Дж
273	40185,60	11343,15	28842,45
276	40627,20	11467,80	29159,40
279	41068,80	11592,45	29476,35
282	41510,40	11717,10	29793,30
285	41952,00	11841,75	30110,25
288	42393,60	11966,40	30427,20
291	42835,20	12091,05	30744,15
294	43276,80	12215,70	31061,10
297	43718,40	12340,35	31378,05
300	44160,00	12465,00	31695,00

2. Разбор задачи с диска

3. Идеальный двухатомный газ (v = 3 моль), занимающий объем V₁= 5 л и находящийся под давлением р₁ = 1 МПа, подвергают изохорному нагреванию до Т₂ = 500 К. После этого газ подвергли изотермическому расширению до начального давления, а затем он в результате изобарного сжатия возвращен в первоначальное состояние. Построить график цикла и определить термодинамический КПД цикла.

Дом. задание

Азот массой т = 280 г расширяется в результате изобарного процесса при давлении р = 1 МПа, Определить: 1) работу расширения; 2) конечный объем газа, если на расширение затрачена теплота Q =5 кДж, а начальная температура азота Т₁ = 290 К.