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

Молекулярно-кинетическая трактовка понятия внутренней энергии тела.

Вывод формулы внутренней энергии идеального газа.

Способы изменения внутренней энергии системы: теплообмен и совершение работы.

Ход урока

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

Что такое микроскопические параметры и что они характеризуют?

Что такое макроскопические параметры и что они характеризуют?

Наиболее вероятное состояние идеального газа – что это такое?

Статистическая закономерность – что это такое?

Стационарное равновесное состояние газа – что это такое?

Что понимают под температурой тела?

Что понимают под средней квадратичной скоростью молекул газа?

Что называют давлением газа?

Физический смысл постоянной Лошмидта?

Какие параметры связывает между собой уравнение Менделеева-Клапейрона?

Что называют изопроцессом?

Какой процесс называют изотермическим? Какой закон его описывает?

Какой процесс называют изобарным? Какой закон его описывает?

Какой процесс называют изохорным? Какой закон его описывает?

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

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

II. Изучение нового материала.

Запись в тетрадь:

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.

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.

Вывод формулы для расчета внутренней энергии идеального газа.

Т.к. En у идеального газа пренебрежимо мала по сравнению с Ek, 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.

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:

нагреваем небольшое количество воды в пробирке, закрытой плотно пробкой;

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:

Смотрите также::

Проявление педагогического творчества
Творческая деятельность учителя, по мнению В.В. Краевского, осуществляется в двух основных формах: применение известных средств в новых сочетаниях к возникающим в образовательном процессе педагогическим ситуациям и разработка новых средств применительно к ситуациям, аналогичным тем, с которыми учит ...

Использование метода беседы для развития самостоятельности учащихся на уроках ботаники в v классе
лабораторный практикум ботаника самостоятельный беседа Применению метода беседы в учебном процессе уделяли внимание многие дидакты и методисты. В помощь учителю приводились рекомендации по составлению и постановке вопросов беседы, ходу логических рассуждений. Давалась и классификация беседы: вводна ...

Одаренность как проблема
В психологической литературе одаренность трактуется как система способностей (рис. 3). Рис. 3. Система способностей. Из рис. 3, видно, что высший уровень способностей (гениальность) складывается из общих (общая одаренность) и специальных (талант) способностей. На рис. 4 показана последовательность ...