Методическая разработка урока-соревнования по физике в 10 классе по теме «Термодинамика»

Повторительно-обобщающий урок по физике в 10 классе по теме: "Основы термодинамики"

Цель урока:

Образовательная: повторить и систематизировать знания учащихся по данной теме, подготовить учащихся к контрольной работе.

Развивающие: формирование естественнонаучного мышления школьников.

Воспитательные: развитие коммуникативных способностей учащихся.

Задачи урока:

Образовательные: способствовать формированию навыков в анализе условий поставленной проблемы; развивать умения делать выводы на основе анализа поставленной задачи; умений в построении математических действий ведущих к решению поставленной задачи; формировать у учащихся умение выделять главное; способствовать закреплению навыков в работе со справочным материалом и перевода единиц в систему "СИ"; на основе повторения ранее изученного материала углубить знания по данной теме и систематизировать их.

Развивающие:развивать умения высказывать свою точку зрения, вести аргументированный разговор; способствовать развитию навыков в умении переходить от общих законов и явлений к частным случаям(анализировать).

Воспитательные:побудить учащихся к активности; способствовать приобретению опыта работы в команде; создать условия для формирования навыков самооценки и самоанализа.

Оборудование:рисунок, магнитная доска, презентация, карточки, таблицы, компьютер, документ-камера, проектор.

Урок проводится в форме соревнования. Весь класс делится на четыре группы. Группы составляет учитель таким образом, чтобы в ее составе были и сильные и слабые ученики. Уровень подготовки групп примерно должен быть одинаков. На доске вывешивается рисунок с "дорожками" по которым передвигаются кораблики. Каждой группе выдается набор карточек с заданиями по определенной теме, на обсуждение каждого задания отводится ограниченное время. Для повторения выделяются четыре направления: количество теплоты, 1 закон термодинамики, работа газа, внутренняя энергия. После обсуждения вопроса, по выбору учителя один из учеников каждой группы дает ответ. За правильные ответы команды получают фишки (можно, чтобы они были цветными соответственно оценке за ответ). Если команда не может ответить на вопрос или допустила ошибку при решении задачи, то правильный ответ может дать другая команда и заработать дополнительные фишки. По мере решения задач по рисунку на доске передвигаются кораблики (изображения на магнитах).Решение задач записывается на листочке и выводится на экран с помощью документ-камеры (если нет документ- камеры, все решения записывают на доске). Темп урока должен быть очень плотным, что даст возможность повторить все основные моменты темы. Сложность заданий постепенно повышается, это делает возможным опросить учеников разного уровня подготовки. В конце урока подводятся итоги и выставляются оценки всем ученикам. Оценки учеников из одной группы одинаковы и зависят от набранных группой фишек. В итоге на уроке повторяется и систематизируется очень большой объем информации, в работу вовлечены все ученики, в коррекции знаний более слабых учеников участвуют другие ученики, более подготовленные.

Ход урока

1. Вступительное слово учителя.

Учитель совместно с учениками определяет цели данного урока и дает пояснение о форме проведения урока, правилах игры и оценивания результатов.

2. Решение задач.

Задание 1 время обдумывания - 1 мин.

Проводится устно фронтальный опрос. Задание на воспроизведение формулировок законов и является подготовительным для дальнейшего восприятия материала.

Задание 2 время обдумывания- 1 мин.

Текст задания каждой команды по очереди выводится на экран(используется презентация к уроку). Решения задач учащиеся записывают на листе очень аккуратно и затем выводится на экран с помощью документ-камеры. Один из учеников команды дает пояснения по решению задачи у экрана. Если ученики не справились с заданием, то решение задачи показывается на экране (используется презентация). Порядок рассмотрения заданий: внутренняя энергия; количество теплоты; работа газа; 1 закон термодинамики.

Задание 3 - время обдумывания 1 мин.

Задание 4 - время обдумывания 3 мин.

Задание 5 - время обдумывания 5 мин.

Аналогично проводится работа по другим заданиям.

3. Заключительное слово учителя. Подведение итогов.

При подведении итогов урока учащимся предлагается самим выставить себе оценки в соответствии с набранными баллами и заполнить анкету, обведя нужное слово.

4. Домашнее задание:

повторить главу 13, упр.15(6,7,9,10)- учебник Мякишев Г.Я. Физика.10 класс. Классический курс.

Карточки-задания

Внутренняя энергия газа

Количество теплоты

Работа газа

I закон термодинамики

Ответы

Количество теплоты

1.Q=cm(T₂-T₁)

2. Энергия при этом поглощается и идет на разрушение кристаллической решетки.

Q=mλ

3. первый процесс - это конденсация газа, при этом температура вещества не меняется, затем происходит охлаждение жидкости и последний участок графика соответствует кристаллизации вещества.

4.

Дано:m₁=20 кг, m₂=30 кг, T₁=288K,T₂=348K

T=?

Решение:

Количество теплоты, полученное холодной водой:

Q₁=cm₁(T-T₁)

Количество теплоты, отданное горячей водой

Q₂=cm₂(T-T₂)

Запишем уравнение теплового баланса

Q₁+Q₂=0

Выполним математические преобразования

cm₁(T-T₁)+cm₂(T-T₂)=0

m₁T-m₁T₁₊m₂T-m₂T₂=0

=T;

T= =324K=51⁰C

Ответ: Т=324 К

5.

Дано:m₁=0,33 кг, Т₁=273 К, Δm=0.084 кг, λ =3,3·10^5,c=4200

Т=?

Решение:

Так как лед тает, то его температура 0⁰С. Когда лед перестал таять, установилось тепловое равновесие в сосуде и вода охладилась от температуры Т до температуры Т₁. За счет выделившейся при охлаждении воды энергии лед растаял.

1) Охлаждение воды от Т до Т₁

Q₁=cm(T₁-T)

2) Плавление льда

Q₂=λ Δm

3) Уравнение теплового баланса

Q₁+Q₂=0

cm(T₁-T)+λΔm=0

cmT₁-cmT= - ·Δm

cmT=λ·Δm+cmT₁

T= ;T= =293 К=20⁰С

Ответ: Т=293 К

Внутренняя энергия газа

1. Внутренней энергией макроскопического тела называется сумма кинетических энергий теплового движения молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом.

Уточнение: для идеального газа только сумма кинетических энергий движения частиц.

2.Внутренняя энергия газа зависит только от температуры U=RT

4.

Дано:V=20∙10^-3м³,p=1∙10⁵Па

U=?

Решение:

pV=

U=RT=pV

U= ∙10^5∙20∙10^-3=3кДж

Ответ: U=3кДж

5.

Дано:V=2м³,V₁=V2=V∕2,M₁=4∙10^-3кг∕моль,m₁=m₂=m=1кг, ῡ₁=ῡ₂=ῡ=500м∕с²,M₂=40∙10^-3 кг∕моль

p₁'=?

Решение:

1)U₁= ∙N= ,mₒ∙N=m

U₂=

U=U₁+U₂=mῡ²

2) Так как система теплоизолированная потерь энергии

не происходит и внутренняя энергия остается

неизменной.U=U'

3)U'=U₁'+U₂'=RT+RT, температура газов будет одинакова, т.к. наступит тепловое равновесие после удаления перегородки.

U'=

T=

4) p₁'= = =

p₁'=0,76∙10⁵Па

Ответ: p₁'=0,76∙10⁵Па

1 закон термодинамики

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

2.

Дано:Q=500Дж, ΔU=200Дж

А'=?

Решение: Q=ΔU+A'

A'=Q-ΔU

A'=500-200=300Дж

Ответ:A'=300 Дж

3.

T=const⇒ ΔU=0

Q= ΔU+A'

Q=A'

Давление газа увеличивается при постоянной температуре, следовательно объем газа уменьшается и работа газа отрицательна.

Количество теплоты меньше нуля.

Ответ: Газ отдает тепло.

4.

Дано:p=25∙10³Па,Q=60∙10³Дж,p=const,ΔV=2м³

ΔU=?

Решение: 1) p=const, A'=p∙ΔV

2)Q=ΔU+A'

ΔU=Q-A'=Q-pΔV

ΔU=60∙10³-25∙10³∙2=10кДж

ΔU>0⇒ ΔT>0

Ответ:ΔU=10кДж,температураповысилась.

5.

Дано:ν=1моль,р=const,ΔT=10K

Q=?,ΔU=?

Решение: Q=ΔU+A'

A'=pΔV=νRΔT

ΔU=νRΔT

Q=νRΔT

ΔU= ∙1∙8,31∙10=124,65Дж

Q= ∙1∙8,31∙10=207,75Дж

Ответ:ΔU=124,65Дж;Q=207,75Дж

4. Работа газа

А′= p·ΔV

Работа газа равна площади фигуры, ограниченной графиком процесса в координатах p,V, осью объема и перпендикулярами, восстановленными в точках начального и конечного объема.

3.

Дано: p=10 Па, V₁=2м, V₂=5м, p=const

A′=?

Решение:

A′=p·ΔV=p(V₂-V₁)=10·(5-2)=30 Дж

Ответ:А′=30 Дж

Для решения задачи используем геометрический смысл работы. Фигура, ограниченная графиком- прямоугольник, стороны которого ΔV=2 м³ и p=1·10⁵Па.

А′=2·10⁵Дж.

5.

Дано: А₁₂=3·10³Дж

А=?

Решение:

Процесс 2 -3: изобарный ,p=const,

A′₂₃=p·ΔV₂₃=pV₃-pV₂=νRT₃-νRT₂=νR(T₃-T₂)

T₃=T_1,т.к точки 1 и 3 лежат на одной изотерме

A′₂₃= -νR(T₂-T₁)=А₂₃

Процесс 1-2: адиабатный, Q=0, A'=-ΔU

A'₁₂=-ΔU₁₂=-νR(T₂-T₁)=А₁₂

A₁₂= A₂₃, A₂₃= A₁₂

A=A₁₂+A₂₃= A₁₂=5кДж

Ответ:А=5кДж

Р исунок на доске

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/144113-metodicheskaja-razrabotka-uroka-sorevnovanija