Открытый урок по физике «Внутренняя энергия»
план-конспект занятия на тему

ОТКРЫТЫЙ УРОК

ДИСЦИПЛИНА: физика.

ТЕМА: «Внутренняя энергия».

ГРУППА: ТО -09/13 первый курс.

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».

ДАТА: 17 декабря 2013г.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: Князева Ольга Геннадьевна.

Тип урока: комбинированный.

План урока

1. Организационный момент.                 (5 мин.)
2. Физический диктант.                          (20 мин.)
3. Постановка темы и целей занятия.   (5 мин.)
4. Проблемный эксперимент.                (10 мин.)
5. Работа с текстом.                                (15 мин.)
6. Физкультминутка.                              (5 мин.)
7. Фронтальный опрос и тест.               (10 мин.)
8. Решение задач.                                    (10 мин.)
9. Постановка домашнего задания.       (5 мин.)
10. Итог занятия.                                      (2 мин.)
11. Техническая карта.                             (3 мин.)

Ход урока:

Задание 1. Физический диктант.

1. Накормишь – живет, напоишь – умрет.
2. Какие часы точнее показывают время: те, которые отстают на минуту в сутки, или те, которые вовсе не идут?
3. Если бы у вас была только одна  спичка, и вошли в комнату, где есть керосиновая лампа, камин и газовая плита, что бы вы зажгли первым делом?
4. Как изменится объём 150 гр. воды, если ее перелить в литровую банку?
5. Почему традиционно форточки расположены в верхней части окна?
6. Какая величина постоянна при тепловом равновесии?
7. Какие тела обладают кинетической энергией?
8. Какие тела обладают потенциальной энергией?
9. Можно ли утверждать, что когда тело упадет, его энергия исчезнет?
10. Мука из-под жерновов выходит горячей, хлеб из печи вынимают тоже горячим. Сравните причины повышения температуры этих тел.
11. На горячей отопительной батарее лежит давно просохшее полотенце. Одинаковы ли степени их нагретости, оцениваемые на ощупь? Одинаковы ли их температуры?

Тема: Внутренняя энергия.

Цели:  ввести понятие «внутренняя энергия» и научится видеть его свойства в повседневной жизни;

развитие творческих способностей обучающихся;

воспитание ответственности перед коллективом, взаимоуважения.

Задание 2.  Проблемный эксперимент.

Проблема 1. Если взять два одинаковых термометра, шарик одного из них закоптить, и выставить термометры на солнце, одинаковую ли температуру будут показывать термометры? Ответ объясните.

Проблема 2. Как можно нарушить равновесие учебных весов с помощью горящей свечи и с помощью льда, не прикасаясь к чашкам весов?

Задание 3. Прочитайте и запишите краткий конспект.  

Наряду с механической энергией, любое тело (или система) обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия – энергия покоя. Она складывается из теплового хаотического движения молекул, составляющих тело, потенциальной энергии их взаимного расположения, кинетической и потенциальной энергии электронов в атомах, нуклонов в ядрах и так далее.

   В термодинамике важно знать не абсолютное значение внутренней энергии, а её изменение.

       В термодинамических процессах изменяется только кинетическая энергия движущихся молекул (тепловой энергии недостаточно, чтобы изменить строение атома, а тем более ядра). Следовательно, фактически под внутренней энергией в термодинамике подразумевают энергию теплового хаотического движения молекул.

Внутренняя энергия U одного моля идеального газа равна: или

Таким образом, внутренняя энергия зависит только от температуры. 

Внутренняя энергия U является функцией состояния системы.

       Понятно, что в общем случае термодинамическая система может обладать как внутренней, так и механической энергией, и разные системы могут обмениваться этими видами энергии.

       Обмен механической энергией характеризуется совершенной работой А, а обмен внутренней энергией – количеством переданного тепла Q.

       Например, зимой вы бросили в снег горячий камень. За счёт запаса потенциальной энергии совершена механическая работа по смятию снега, а за счёт запаса внутренней энергии снег был растоплен. Если же камень был холодный, т.е. температура камня равна температуре среды, то будет совершена только работа, но не будет обмена внутренней энергией.

 Количество теплоты, сообщаемой телу, идёт на увеличение внутренней энергии и на совершение телом работы: .

Задание 4. Ответьте на вопросы.

1. В зимний день температура внутренней поверхности стены ниже температуры помещения, а температура наружной стены выше температуры наружного воздуха. Чем это объяснить?
2. Какие свойства красной меди делают её исключительно удобным материалом для паяльников? Есть ли другие материалы, обладающие такими же свойствами?
3. Почему при заточке инструментов на наждачном круге необходимо охлаждать их водой?
4. В зависимости от того, какой объем занимают поры пенопласта, объемная плотность его различна (от 40 до 100 кг/м³). Должна ли теплопроводность пенопласта зависеть от его плотности? Почему?
5. Стены некоторых помещений делают двойными. Почему, несмотря на то, что воздух является хорошим теплоизолятором, пространство между этими стенами не оставляют пустыми, а заполняют рыхлым материалом?
6. Почему в системах центрального водяного отопления, несмотря на то, что вода может циркулировать за счет конвекции, действует принудительная циркуляция с помощью насосов?
7. По озеру на большой скорости плывет катер. Изменяется ли внутренняя энергия катера, воды в озере? Как? Почему?

Задание 5. Выполните тест.        

1. В каком из ниже перечисленных случаев энергия от одного тела к другому передается в основном излучением?

а) при поджаривании яичницы на горячей сковородке;

б) при нагревании воздуха в комнате от радиатора центрального отопления;

в) при нагревании земной поверхности Солнцем.

2.При погружении части металлической ложки в стакан с горячим чаем

не погруженная часть ложки вскоре стала горячей. Каким способом осуществилась энергия в этом случае?

а) теплопроводностью;

б) излучением;

в) конвекцией;

г) работой.

3.В каком из перечисленных ниже случаев энергия передается телу в основном теплопроводностью:

а) от нагретой поверхности Земли верхним слоям атмосферы;

б) человеку, греющемуся у костра;

в) от горячего утюга к разглаживаемой рубашке.

4.В каких телах теплопередача не может происходить путем конвенции:

а) в воде;

б) в песке;

в) в воздухе.

Задание 6. Решите задачи.

1. Какова внутренняя энергия 1 моля одноатомного газа при температуре 350К?
2. Какова внутренняя энергия 1 моля одноатомного газа при температуре 270С?
3. Насколько изменится внутренняя энергия гелия, массой 200 грамм при увеличении температуры на 200С?    (М=4г/моль).

ДОПОЛНИТЕЛЬНО (если у вас осталось время).

4. Какова внутренняя энергия гели, заполняющего аэростат объемом 60 м3 при давлении 100 кПа?
5. Семиклассница ростом 162 см подняла свой учебник физики массой 315 г на высоту 1,94 м над полом. Чему равна потенциальная энергия книги относительно пола; относительно макушки девочки?
6. Груз массой 2,0 кг, положенный на легкую чашку пружинных бытовых весов, сжимает пружину на 10 мм. Чему равна потенциальная энергия сжатой пружины?
7. Мальчик подсчитал, что на некотором участке пути потенциальная энергия свободно падающего мяча массой 50 г изменилась на 2 Дж. Какой длины путь имел в виду мальчик? Как и на сколько изменилась при этом кинетическая энергия мяча?
8. Подъем груза массой 20 кг осуществляется под действием постоянной силы, равной 400 Н и направленной вертикально вверх. Какой потенциальной энергией будет обладать груз на высоте 15м?

Задание 7. Запишите домашнее задание.

Параграф 75 прочитать и ответить устно на вопросы после параграфа.

Задание 8. Ответьте на вопросы.

1. Что такое внутренняя энергия.
2. Что такое теплообмен.
3. Что такое энергообмен.

Задание 9. Заполните технологическую карту урока физики по теме: «Внутренняя энергия» ФИО:_____________________________________