4. Запишите формулу работы внешних сил при сжатии

5. Запишите соотношение между работой внешних сил и работой газа

6. Запишите формулу 1 закона термодинамики для изобарного процесса

7. Запишите формулу 1 закона термодинамики для изохорного процесса

8. Запишите формулу 1 закона термодинамики для изотермического процесса

9. Запишите формулу 1 закона термодинамики для адиабатного процесса

III. Решение задач.

1. Фронтально (уровень В и С)

№ 1.

Гелий нагревается при постоянном давлении. При этом ему сообщено 20 кДж теплоты. Определить изменение внутренней энергии газа и совершённую им работу.

Решение.

А^/ = рДV = , ДU = , Q = ДU + А^/ = , ,

ДU = ,

А^/ = 8 кДж, ДU = 12 кДж.

№ 2.

При адиабатном сжатии 1 моля одноатомного газа внешними силами была совершена работа А. Во сколько раз увеличилась средняя квадратичная скорость молекул этого газа, если начальная температура газа равна Т₁?

Решение.

ДU = А = U₂ - U₁, U = , U = , A = , T₂ =

, ,

2. Самостоятельная работа.

Вариант 1

А1. Идеальный газ совершил работу 400 Дж, при этом его внутренняя энергия увеличилась на 100 Дж. Чему равно количество теплоты, которое получил или отдал газ в этом процессе?

1) газ получил 500 Дж3) газ отдал 500 Дж

2) газ получил 300 Дж4) газ отдал 300 Дж

A2. Идеальный одноатомный газ в количестве 6 молей поглощает количество теплоты Q. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом процессе равна 1 кДж. Поглощённое количество теплоты равно

1)0,5 кДж3)1,5 кДж

2)1 кДж4)2,5 кДж

A3. Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жесткими стенками объёмом 0,6м³. При нагревании его давление возросло на 3^.10³Па. Насколько увеличилась внутренняя энергия газа?

1) на 0,2 кДж3) на 0,9 кДж

2) на 1,8 кДж4) на 2,7 кДж

А4. Какое количество теплоты нужно передать молю одноатомного идеального газа, чтобы изобарно увеличить его объём в 3 раза? Начальная температура газа Т₀.

1) RT₀2) 3RT₀3) RT₀4) 5RT₀

A5.

На рисунке представлен график зависимости давления идеального одноатомного газа от его объёма. Газ получил 500 кДж теплоты. Внутренняя энергия при этом

1) уменьшилась на 300 кДж

2) увеличилась на 300 кДж

3) уменьшилась на 700 кДж

4) увеличилась на 700 кДж

B1. Установите соответствие между описанными в первом столбце особенностями применения первого закона термодинамики к различным изопроцессам и названием изопроцесса.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ	НАЗВАНИЕ ИЗОПРОЦЕССА
А)	Все переданное газу количество теплоты идет на совершение работы, а внутренняя энергия газа остается неизменной.	1) изотермический 2) изобарный 3) изохорный 4) адиабатный
Б)	Изменение внутренней энергии газа происходит только за счет совершения работы, так как теплообмен с окружающими телами отсутствует.

В2. Какое количество теплоты выделится при изобарном охлаждении 80 г гелия с 200єС до 100 єС? Ответ выразите в килоджоулях (кДж) и округлите до целых.

С1. Какое количество теплоты получит 1 моль идеального одноатомного газа при изобарном нагревании от некоторой начальной температуры и последующем адиабатном расширении, если при адиабатном расширении газ совершает работу А, а в конечном состоянии температура равна начальной?

Вариант 2

А1. Идеальный газ совершил работу, равную 300 Дж. При этом внутренняя энергия увеличилась на 300 Дж. В этом процессе газ…

1)отдал 600 Дж3) получил 600 Дж

2)отдал 300 Дж4) получил 300 Дж

А2. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа U = 300 Дж. Газ занимает объём V = 2л. Давление газа равно…

1) 10² Па3) 10⁴ Па

2) 10³ Па4) 10⁵ Па

A3. Чему равно изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты 500 Дж, а газ при постоянном давлении 10⁵ Па расширился на 3.10 - ³ м³?

1) 300 Дж3) 200 Дж; 2) 250 Дж4) 400 Дж

А4. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при повышении его температуры в 2 раза при неизменном объёме

1) увеличивается в 2 раза

2) уменьшается в 2 раза

3) увеличивается в 4 раза

4) уменьшается в 4 раза

A5. На рисунке представлен график зависимости давления идеального одноатомного газа от его объёма. Газ отдал 500 кДж теплоты.

Внутренняя энергия при этом

1) уменьшилась на 300 кДж

2) увеличилась на 300 кДж

3) уменьшилась на 700 кДж

4) увеличилась на 700 кДж

В1. Установите соответствие между описанными в первом столбце особенностями применения первого закона термодинамики к различным изопроцессам и названием изопроцесса.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ	НАЗВАНИЕ ИЗОПРОЦЕССА
А)	Внутренняя энергия газа изменяется только за счёт теплообмена с окружающими телами.	1) изотермический 2) изобарный 3) изохорный 4) адиабатный
Б)	Изменение внутренней энергии газа происходит за счет совершения работы и теплообмена с окружающими телами.

В2. 1 моль инертного газа сжали, совершив работу 600 Дж. В результате сжатия температура газа повысилась на 40С. Какое количество теплоты отдал газ? Ответ округлите до целых.

С1. Масса т идеального газа, находящегося при температуре Т, охлаждается изохорно так, что давление падает в п раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Молярная масса газа и. Определить совершенную газом работу.

VI. Итоги урока.

VII. Домашнее задание: повт. § 11, с.78-

VIII. Рефлексия.

Список литературы:

Физика: учебное пособие для 10 класса общеобразоват. учреждений с рус. яз. обучения / Е.В.Громыко и др. -- Минск: Адукацыя i выхаванне, 2013.- 272 с.

2.5 Урок лабораторной работы по теме «Основы термодинамики»

Тема урока: «Лабораторная работа № 3 Измерение удельной теплоёмкости твёрдого тела»

Цели урока: научить обучающихся использовать измерительные приборы для расчёта удельной теплоёмкости, представлять результаты измерений в виде таблиц и делать выводы.

Тип урока: урок комплексного применения знаний и способов действий.

Оборудование: лабораторный комплект по термодинамике: термометр, калориметр, весы, стакан с холодной водой, алюминиевый цилиндр, нить, сосуд с горячей водой.

Ход урока:

1 Организационный момент.

2 Выполнение лабораторной работы по описанию в учебнике.

1) Повторить правила по охране труда при выполнении лабораторных работ:

- при проведении работ с использованием воды нужно пользоваться лотками;

- проявлять особую осторожность с сосудом с горячей водой;

- при измерении температуры жидкости термометром, его нельзя вынимать;

- направление взгляда на шкалу прибора при отсчёте показаний должно быть перпендикулярно её плоскости;

- после погружения термометра в воду необходимо выждать некоторое время, пока длина столбика с подкрашенной жидкостью не перестанет меняться.

2) Ответить на вопросы:

- По какой формуле рассчитывают количество теплоты, которое получает тело при нагревании или отдаёт при охлаждении?

-Какая физическая величина обозначается буквой С?

3) Объявление цели урока.

4) Подготовка оборудования для выполнения лабораторной работы.

5) Подготовка отчёта (оформление тетрадей, зарисовка таблиц.)

6) Выполнение эксперимента.

7) Вывод: какой результат получился и как он сравнивается с табличным, почему расхождения (если они есть)?

3 Дополнительные задачи.

1) Для охлаждения двигателя внутреннего сгорания часто применяют воду. Как это можно объяснить с точки зрения физики?

2) Почему нагретые детали охлаждаются в воде быстрее, чем на воздухе?

3) Почему шерстяная одежда сохраняет тепло лучше, чем хлопчатобумажная?

4) Прежде чем налить в стакан кипяток, в стакан опускают чайную ложку. Объясните, для чего это делают?

5) Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

6) Можно ли термос временно использовать как холодильник?

4. Подведение итогов урока.

5. Домашнее задание:

Повторить параграф 8 и 9,

Решить № 2в) из упражнения 4.

Список литературы:

Физика: учебное пособие для 10 класса общеобразоват. учреждений с рус. яз. обучения / Е.В.Громыко и др. -- Минск: Адукацыя i выхаванне, 2013.- 272 с.

2.6 Конспект урока контрольной работы по теме «Основы МКТ»

Цели урока:

Образовательная: осмысление структуры и внутренней логики всей темы «основы МКТ», выявление усвоения обобщенных знаний и формирование умений учащихся решать задачи по теме «основы МКТ».

Развивающая: развитие логического мышления учащихся путем применения общих формул к частным случаям.

Воспитательная: формирование диалектика - материалистического мировоззрения путем показа роли теории и опыта в изучении закономерностей физики на примере темы «основы МКТ».

Методы обучения: практические.

Структура урока:

I. Организационный момент (2 мин).

II. Контрольная работа (43 мин).

Ход урока:

I. Организационный момент.

Вхожу в класс, здороваюсь, отмечаю отсутствующих, проверяю готовность класса к контрольной работе.

II. Контрольная работа.

Вариант 1

1. Запишите формулу средней квадратичной скорости.

2. При температуре 15°С относительная влажность воздуха 80%. Найдите его абсолютную влажность.

3. Молекула азота при нормальных условиях движется со средней скоростью 454 м/с. Определите модуль среднего импульса <p> молекулы.

4. При температуре воздуха -3°С относительная влажность его 40%. Какую массу воды нужно дополнительно испарить в каждый кубометр воздуха, чтобы при температуре 20°С относительная влажность была 90%?

5. В комнате на полу лежит прочный полый шарик радиусом 2 см и массой 10 г. При каком давлении атмосферы p он смог бы всплыть к потолку? Температура в комнате 20°С. Для оценки атмосферу считать идеальным газом.

Вариант 2

1. Запишите формулу средней кинетической энергии.

2. Определите массу одной молекулы кислорода.

3. На сколько процентов возрастет средняя квадратичная скорость молекул идеального газа, если абсолютная температура увеличится в n = 2 раза?

4. В комнате объемом 40 м³ при температуре 20°С относительная влажность воздуха 20%. Какую массу воды нужно испарить для увеличения относительной влажности воздуха до 50%?

5. Температура воздуха в комнате 14°С, относительная влажность 60%. В комнате затопили печь, и температура воздуха повысилась до 22°С. Сколько воды надо испарить в комнате, чтобы точка росы при этом увеличилась на 6°С? Какой стала относительная влажность воздуха, если объем комнаты 50 м³?

Решение контрольной работы

2.7 Конспект проблемного урока по теме «Основы термодинамики»

Проблемный урок по теме «Внутренняя энергия»

Цель урока: ввести понятие внутренней энергии тела; познакомить учащихся с двумя способами изменения внутренней энергии.

Тип урока: комбинированный.

План урока

1. Молекулярно-кинетическая трактовка понятия внутренней энергии тела.

2. Вывод формулы внутренней энергии идеального газа.

3. Способы изменения внутренней энергии системы: теплообмен и совершение работы.

Ход урока

I. Проверка знаний. (Физический диктант по вопросам: четные - II вариант, нечетные - I вариант.)

1. Что такое микроскопические параметры и что они характеризуют?

2. Что такое макроскопические параметры и что они характеризуют?

3. Наиболее вероятное состояние идеального газа - что это такое?

4. Статистическая закономерность - что это такое?

5. Стационарное равновесное состояние газа - что это такое?

6. Что понимают под температурой тела?

7. Что понимают под средней квадратичной скоростью молекул газа?

8. Что называют давлением газа?

9. Физический смысл постоянной Лошмидта?

10. Какие параметры связывает между собой уравнение Менделеева-Клапейрона?

11. Что называют изопроцессом?

12. Какой процесс называют изотермическим? Какой закон его описывает?

13. Какой процесс называют изобарным? Какой закон его описывает?

14. Какой процесс называют изохорным? Какой закон его описывает?

15. Изобразите изотермический процесс графически в различных координатных осях P-V; V-T; P-T.

16. Изобразите изобарный процесс графически в осях P-V; V-T; P-T.

II. Изучение нового материала.

Запись в тетрадь:

1. Термодинамика - раздел физики, изучающий возможности использования внутренней энергии тел для совершения механической работы.

Термодинамика - макроскопическая теория, так как изучает тепловые свойства макроскопических тел без учета их молекулярного строения.

2. Переход к понятию: внутренняя энергия. Из курса физики 8 класса мы знаем, что внутренняя энергия тела - сумма кинетической энергии хаотического теплового движения частиц (атомов или молекул) тела и потенциальной энергии их взаимодействия.

3. Вывод формулы для расчета внутренней энергии идеального газа.

Т.к. E_n у идеального газа пренебрежимо мала по сравнению с E_k, внутренняя энергия идеального газа определяется кинетической энергией теплового движения частиц.

- средняя кинетическая энергия одного атома. В силу хаотичности движения на каждое из трех направлений движения, или степень свободы, по оси X, У, Z приходится одинаковая энергия .

i - число степеней свободы - число возможных независимых направлений движения молекулы.

U - внутренняя энергия.

N - число атомов в массе газа.

- разделив и умножив это выражение на , получаем:

или - внутренняя энергия данной массы идеального газа зависит лишь от одного макроскопического параметра - термодинамической температуры.

Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, можно формулу для расчета внутренней энергии представить в виде:

i = 3 - для идеального газа; i = 5 - для двухатомного газа, поэтому - формулы для внутренней энергии идеального газа.

4. Способы изменения внутренней энергии идеального газа. Ставим перед учащимися проблемный в о п р о с: как можно изменить внутреннюю энергию тела?

Чтобы ответить на него, выполняем ряд опытов:

1) нагреваем небольшое количество воды в пробирке, закрытой плотно пробкой;

2) потерли ладони друг о друга, монетку прижали к столу и подвигали по столу.

Учащиеся делают в ы в о д: внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами:

1) совершением механической работы;

2) путем теплопередачи.

Мерой теплопередачи является количество теплоты Q. Количество теплоты, получаемое телом, - энергия, передаваемая теле извне в результате теплообмена.

За счет изменения внутренней энергии при теплообмене не может совершаться работа.

III. Закрепление изученного материала.

Беседа по вопросам:

1. Сформулируйте определение внутренней энергии тела. Зависит ли внутренняя энергия тела от его движения и положения относительно других тел?

2. От какого макроскопического параметра зависит внутренняя энергия идеального газа? Как изменяется температура тела, если оно отдает энергии больше, чем получает?

3. Сформулируйте определение числа степеней свободы.

4. Как можно изменить внутреннюю энергию жидкости, газа?

IV. Итог урока.

Учитель обобщает:

1. Внутренняя энергия идеального газа определяется кинетической энергией хаотического движения молекул и записывается в виде формулы

2. Изменение внутренней энергии всегда происходит за счет энергии других тел:

· при теплопередаче - за счет изменения внутренней энергии;

· при совершении работы - за счет механической энергии.

Домашнее задание. §54; № 1, 2.

Заключение

Проанализировав тему и описав методику изучения материала, можно сделать вывод, что данная тема имеет большую важность для школьного курса. Рассмотрение таких понятий как внутренняя энергия, количество теплоты на более глубоком уровне делает эту тему достаточно сложной и интересной. Поясняется понятие работы в термодинамике и даётся подробное объяснение расчёта её.

Также прослеживаются межпредметные связи с биологией, так как именно в биологии проводятся самые красочные примеры преобразования энергии. Изучив эту тему учащиеся получат представление о необратимость процессов в природе и более того, они получат обоснование этим процессам.

При изучении темы формулируется понятии о принципе работы тепловых двигателей. Определение их КПД и расчёт задач на эту тему. Также решается проблема экологического плана, вызванные использованием самих тепловых машин.

Так же в этой теме изучается первое начало термодинамики и происходит применение его к изотермическим процессам в идеальном газе. В этой теме вводится новое для учащихся, в частности адиабатный процесс. Идёт подробный разбор изотермических процессов с использованием новых знаний, полученных в этой теме.

Список использованной литературы

1. Теория и методика обучения физики в школе: Частные вопросы: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / С. Е. Каменецкий, Н. С. Пурышева, Т. И. Носова; под ред. С. Е. Каменецкого. - М.: Издательский центр «Академия», 2000. - 384 с.

2. Теория и методика обучения физики в школе: Общие вопросы: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / С. Е. Каменецкий, Н. С. Пурышева, Н. Е. Важеевская; под ред. С. Е. Каменецкого. - М.: Издательский центр «Академия», 2000. - 368 с.

3. Учебная программа по физике для общеобразовательных учреждений с русским языком обучения. - Минск: национальный институт образования, 2009. - 64 с.

4. Образовательный стандарт учебного предмета «ФИЗИКА» (VI--XI классы)

5. Сайт научно-методического учреждения «Национальный Институт Образования» министерства образования Республики Беларусь: http://adu.by/.

6. Инструктивно-методическое письмо Министерства образования Республики Беларусь «О преподавании учебного предмета «Физика» в 2013/2014 учебном году»

7. Физика: учеб. Пособие для 10-го кл. учреждений общ.сред. образования с Ф50 рус. Яз. Обучения /Е.В.Громыко [и др.]. - Минск: Адукацыя i выхаванне, 2013. - 272с.:ил.

8. Пособие по физике для поступающих в вузы: Учеб. пособие / М. С. Цедрик, А. С. Микулич, Ф. Г. Китунович; под ред. М. С. Цедрика. - Минск: Вышэйшая школа, 1978. - 310 с.

9. Горелова Т. И. Профессиональные знания в аспекте политехнического образования школьников / Т.И. Горелова // Сибирский учитель. - 2009. - № 2.

10. Николаев В.И. «Методика преподавания физики» Курс лекций»

Размещено на Allbest.ru