Разработка урока по теме: Первый закон термодинамики

Разработка урока в 10 классе

Тема: Первый закон термодинамики.

Цели:

• актуализировать знания учащихся по изучаемой теме; добиться усвоения учащимися закона сохранения и превращения энергии для тепловых процессов - первого закона термодинамики; показать практическую значимость закона;

• способствовать развитию умения сопоставлять факты; логично и сжато строить свой ответ; систематизировать учебный материал;

• показать всеобщность этого закона, используя межпредметные связи курсов физики, биологии, создать условия для создания положительной мотивации учебной деятельности;

Оборудование: Компьютерная презентация, листы самоконтроля.

Оформление: на доске -

• тема урока, дата, эпиграф, запись плана изучения закона; плакат "Должны знать/уметь"

Эпиграф. «За основу тут мы берём положение такое:

Из ничего не творится ничего»

Лукреций Кар, «О природе вещей» (слайд №4)

Ход урока

I Актуализация опорных знаний.

1. у доски вывод формулы «внутренняя энергия идеального газа» - 1 ученик

2. решение задачи из сборника ЕНТ 2010 В 4 (14)

3. задание для учащихся с повышенной мотивацией к учению: (слайд №5)

4.Работа с классом: 1) осуществляют взамоопрос по вопросам, подготовленным дома

2) проверка знаний формул по слайдам № 6,7

3) проверка решения задач по таблице (сл. № 8)

проверка умений работы с графиками: на рис. изображен циклический процесс. Изобразить его в координатных осях p-V и V - T (сл. № 9)

Отчет о выполнении заданий заносится в карточку

Фамилия, имя____________________

Знание теории

Знание формул

Умение решать задачи

Умение читать графики

Примечание

I I. Актуализация новых знаний.

План урока (сл. №10)

Связь между какими величинами выражает данный закон?

Формулировка закона и математическая запись закона.

Когда и кто впервые сформулировал данный закон?

Опыты, подтверждающие справедливость закона.

Учёт и использование закона на практике.

1. Еще раз термин «Внутренняя энергия» U = (W_K + W _П ) N. (сл. №11)

Проблемный вопрос: Как же можно изменить ВЭ? (1. изменяя W_Kмолекул 2. изменяя W _Пмолекул) , (сл. №12)т.е

2.

3. ΔU = Q + A' (сл. №13, 14)

Изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе

4. Так как работа внешних сил над газом A' равна работе самого газа А , но взятого с обратным знаком (A' = - А), то

∆U = Q - A, или

Q=A + ∆ U - В термодинамической системе количество теплоты, сообщенное системе, идет на изменение внутренней энергии и на работу системы над внешними телами.

Это и есть: Первый закон термодинамики (сл. №15)

5 Правило знаков (сл. №16, 17) Q > 0 , если теплота передается системе (газу)

A > 0 , если работу совершает система (объем газа увеличивается)

Q=∆ U, если система не совершает работу (A = 0 )

Q=0, то A = - ∆ U, значит работа совершается над системой внешними силами

Изменение определенной энергии не зависит от процесса и определяется только начальным и конечным состоянием системы. Это значит, что ВЭ - в замкнутой системе сохраняется

6. (сл. №19) Этот закон был открыт в середине XIX в. немецким ученым, врачом по образованию Р. Майером (1814-1878), английским ученым Дж. Джоулем (1818-1889) и получил наиболее точную формулировку в трудах немецкого ученого Г. Гельмгольца (1821-1894).

1842 год - статья Р. Майера "Замечания о силах неживой природы" Формула закона сложна, будет понятна на простых примерах. Когда человек болеет у него поднимается температура, и увеличивается внутренняя энергия. Человек принимает лекарства, понижающие температуру, вызывающие потоотделение. Количество теплоты отрицательно, так как тепло отдаётся. Температура снижается до нормальной температуры. И не зря открыл закон врач

7. Невозможность создания вечного двигателя: Из первого закона термодинамики вытекает невозможность создания вечного двигателя - устройства, способного совершать неограниченное количество работы без затрат топлива или каких-либо других материалов. Если к системе не поступает тепло (Q=0), то работа A´ может быть совершена только за счет убыли внутренней энергии. После того как запас энергии окажется исчерпанным, двигатель перестанет работать (сообщение ученика)

(сл. №21)

IV. Закрепление материала.

Закон учитывается и в животном мире. Решение задач: а) качественных

На экране проецируется рисунок с лисами: фенёк, среднерусская лиса и песец

Задание. Объясните форму ушей лис. (учащиеся применяют 1 закон термодинамики для объяснения формы ушей, связи их формы с климатом) (сл. №20)

Домашнее задание:

1. § 5.2

Вопросы творческого характера:

2. Зачем протапливают помещения: для повышения температуры или внутренней энергии?

3. Майер отправился на голландском корабле в Индонезию, в качестве судового врача. Это путешествие сыграло важную роль в его открытии. Работая в тропиках, он заметил, что цвет венозной крови у жителей жаркого климата более яркий и алый, чем темный цвет крови у жителей холодной Европы.