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::

Тренажер, включающий объективную модель, основанную на уравнениях баланса с коэффициентами, полученными из конструктивных данных
Технология Т3П делает следующие важные шаги по сравнению с Т2П: – вычисления расходов тепла, воды и пара во всех режимах работы моделируемого оборудования производятся на основе точных формул, аппроксимация не применяется; – теплоемкости и внутренние объемы всех элементов энергоблока правильно учит ...

Лучшие сказки социальны по своей сути
Другое дело, что ни один из жанров детской литературы не следует возносить на пьедестал. Он не должен подавлять собой другие виды словесности. В литературе, как и в реальной жизни, должна быть гармония, разумное сочетание всех составляющих элементов. Детям необходима фантазия, но необходимо и знани ...

Рейтинговая система оценивания оказывает благотворное влияние на деятельность как школьников, так и преподавателей.
Во-первых, рейтинговая система стимулирует соревнование между школьниками. Во–вторых, рейтинговая система у подавляющего большинства учащихся повышает посещаемость занятий. Отсутствуя на занятиях, ребёнок не набирает необходимого количества оценок и, к тому же, получает отрицательные баллы за кажды ...