Применение первого закона термодинамики.
методическая разработка (физика, 10 класс) по теме
Открытый урок в 10 классе районный семинар физиков
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 termodinapika_.10.doc | 62 КБ |
 nachalo.ppt | 170.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Тема урока: Применение первого закона термодинамики.
Цель урока: Рассмотреть изопроцессы с новой энергетической точки зрения.
Задачи урока:
- Установить связь между изменением внутренней энергией системы, работой и количеством теплоты, сообщённым к изопроцессам в газах;
- Рассмотреть адиабатический процесс и примеры адиабатных процессов в технике и природе;
- Выработка навыков и умений решения типовых задач по теме.
Ход урока.
- Домашнее задание §81, 80 упр.15(9-12).
- Актуализация знаний:
Учитель | Ученик |
1. Какую тему мы с вами изучаем? | Термодинамика. |
2. Чему новому научились? | Рассчитывать внутреннюю энергию для одноатомного, двухатомного и многоатомного газа, и работу в термодинамике: ∆U=3mR∆T/2M; ∆U=5mR∆T/2M; ∆U=6νR∆T. А = р·(V2 - V1); А = р·∆V; А = νR∆T A= νRTln(V2/V1) |
3. Дать понятие внутренней энергии. | Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел). |
4. Сформулировать закон сохранения энергии. | Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: Количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую. |
5. Сформулировать первый закон термодинамики для внешних сил. | Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: ∆U = А + Q |
6. Сформулировать первый закон термодинамики, когда система совершает работу сама. | Количество теплоты, переданное системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами: Q = ∆U + А´ |
7. Вспомним, какими макроскопическими параметрами характеризуется? | V - объём P - давление Т - температура |
8. Каким уравнением связаны все макроскопические параметры? | Уравнением Менделеева – Клапейрона p·V = νRT |
9. Какие газовые законы можно вывести из этого уравнения? | Т - const изотермический V – const изохорный P – const изобарный |
- Изучение нового материала.
Мы с вами рассмотрели изопроцессы, когда один из макроскопических параметра остаётся постоянным, а два других менялись. Сегодня мы с вами рассмотрим эти газовые законы с энергетической точки зрения и введём понятие нового адиабатического процесса.
Заполняем таблицу, которую мы приготовили к сегодняшнему уроку.
- Название процесса
- График процесса
- Математическая запись закона
- Изменение внутренней энергии
- Физический смысл записи первого закона термодинамики
Учитель | Ученик |
С каким изотермическим процессом мы познакомились первым, что остаётся постоянным? | Изотермическим, температура – не меняется. |
Что не будет меняться кроме температуры, как вы думаете? Смотрим на доску? | Внутренняя энергия. |
Что представляет график изотермического процесса? | Гипербола. |
Изотермическое расширение, куда направлена гипербола? Изотермическое сжатие, какие силы будут совершать работу, куда будет направлена изотерма, что будет происходить с объёмом? | Изотерма направлена будет с верху вниз. Внешние силы будут совершать работу, Изотерма будет направлена вверх, объём будет уменьшаться. |
Как запишется математически первый закон термодинамики? | Q = A´ |
Попробуем сформулировать этот закон. | Всё переданное газу тепло идёт на совершение им же работы. |
Правильно смотрим на экран, аккуратно быстро делаем запись в тетради, но только для расширения, а для сжатия заполним дома самостоятельно. | |
Закон Шарля, для какого процесса? Какой макроскопический параметр не меняется? | Для изохорного. V - объём |
Как будет изображаться график в осях P(V) Изохорного нагревания? Изохорного охлаждения? | Прямая линия направленная вверх. Прямая линия направленная вниз. |
Что можно сказать об энергии? О работе газа? Смотрим на доску. Молодцы. | Изменяется. Работа не совершается, потому что объём не меняется. |
Как математически будет записываться I закон термодинамики? Хорошо! Смотрим на экран, заполняем для изохорного нагревания, а для охлаждения заполняем дома. | ∆U = Q Внутренняя энергия газа увеличивается за счёт подводимого тепла. |
Для какого процесса нам надо связь межу изменением внутренней энергией, работой и количеством теплоты? Что можно сказать о математической записи этого закона? Смотрим на экран, заполняем для изобарного нагревания, для охлаждения заполним дома. | Для изобарного. Запись не изменится. |
В природе и технике приходится иметь дело с процессами, при отсутствии теплообмена с окружающими средой. Процесс изменения объёма и давления газа при отсутствии теплообмена с окружающей средой называется адиабатным. Раз нет теплообмена, не получает система? | Количество теплоты Q = 0 |
Молодцы! Математически как запишем закон, если система сама совершает работу? | ∆U = - A´ Внутренняя энергия газа уменьшается за счёт того, что сам газ совершает работу. Газ охлаждается. |
Как будет читаться первый закон термодинамики, если работу будут совершать внешние силы. | Внутренняя энергия газа увеличивается за счёт того, что над газом совершают работу. Газ нагревается. ∆U = A |
Смотрим таблицу, как выглядит адиабата, она изображается круче изотермы. Где мы встречаемся с адиабатным процессом? Читаем первый ряд стр.208 2 абзац снизу Второй ряд стр.208 1 абзац снизу Третий ряд стр.209 1 абзац сверху | В Дизелях В машинах для сжижения газов Образование облаков. |
Подведем итог, что мы должны усвоить? Читаем в конце §80 стр. 209 последний абзац, между черточками. |
Молодцы! Закрепляем, а точнее Вырабатываем навыки и умения решения типовых задач по теме:
- При изохорном нагревании газу было передано от нагревателя количество теплоты 250Дж. Какую работу при этом совершил газ? Чему равно изменение внутренней энергии?
- При изохорном охлаждении внутренняя энергия газа уменьшилась на 250Дж. Какую работу при этом совершил газ? Какое количество теплоты было передано газом, окружающим телам?
- При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам теплоту 800Дж. Какую работу совершил при этом газ? Какую работу совершили внешние силы?
- При адиабатическом сжатии газа была совершена работа 200Дж. Как и насколько изменилась при этом внутренняя энергия газа?
- В процессе адиабатического расширения газ совершил работу равную 3·103Дж
Чему равно изменения внутренней энергии газа?
- Как и на сколько изменилась внутренняя энергия газа, если при его адиабатическом сжатии над ним была совершена работа 200 Дж?
- Одноатомный идеальный газ, взятый в количестве двух молей, расширился без теплообмена с окружающей средой. Температура газа в ходе расширения уменьшилась на 10оС. Определить работу, совершённую газом. (249Дж)
- Одноатомный идеальный газ массой 20г при расширении без теплообмена совершил работу 249Дж. На сколько градусов изменилась температура газа? Молярная масса газа 0,04кг/моль. (-40К)
- Один моль одноатомного идеального газа находится в закрытом сосуде при температуре 27оС. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы повысить его давление в три раза? (7,5кДж)
- Вычислить увеличение внутренней энергии водорода массой 2кг при изохорном повышении температуры на 10К. (208 кДж)
- Вычислите увеличение внутренней энергии кислорода массой 0,5 кг при изохорном повышении его температуры на 15оС. (6,9кДж)
- Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 400молей, на 300К ему сообщили количество теплоты 5,4 МДж. Определите работу газа и приращение его внутренней энергии. (А´= 9,972·105Дж; ∆U= 4,4·106 Дж).
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Цель урока: Рассмотреть изопроцессы с новой энергетической точки зрения.
Задачи урока: Установить связь между изменением внутренней энергии системы, работой и количеством теплоты , сообщённым системе в изопроцессах в газах. Рассмотреть адиабатный процесс и примеры адиабатных процессов в технике и природе. Выработка навыков и умений решения типовых задач по теме.
Домашнее задание: § 81 повт. § 80 упр.15(9 – 12)
Основы термодинамики
Внутренняя энергия U= R T 3 m 2 M U= R T 5 m 2 M Энергия взаимодействия Энергия движения E 0 = kT; N = N А 3 2 m М Одноатомный идеальный газ
Теплопередача Q=cm(t–t); Q= m; Q= – m; Q=Lm; Q= –Lm ; Теплопроводность Конвекция Излучение Работа A=F·S·cos В термодинамике A=p·(V 2 –V 1 ) А = R T m M U = Q+A Q = U+A´
1 2 Расширение A´>0; Q>0 Р,Па V ,м 3 Q Q =A ´ U = 0 Всё переданное газу тепло идет на совершение им же работы Название График Запись Изменение Физический смысл процесса закона внутренней записи 1 закона энергии термодинамики изотермический T– const Р,Па V ,м 3 2 1 Сжатие A´<0; Q<0 Q A= -Q U = 0 При совершении работы внешними силами газ отдаёт тепло окружающей среде. 3 mR T 2M U = 3 mR T 2M U =
и з о х о р н ы й V– const Название График Запись Изменение Физический смысл процесса закона внутренней записи 1 закона энергии термодинамики 2 1 Нагревание Q > 0;A ´ =0 Р,Па V ,м 3 Q U=Q U > 0 Внутренняя энергия газа увеличивается за счёт подводимого тепла Охлаждение Q <0; A ´ =0 Р,Па V ,м 3 1 2 Q U= - Q U < 0 Внутренняя энергия уменьшается за счёт того, что газ отдаёт тепло окружающей среде 3 mR T 2M U = 3 mR T 2M U =
И З О Б А Р Н Ы Й P– const Нагревание (расширение) A ´ >0; Q>0 Р,Па V ,м 3 1 2 Q Название График Запись Изменение Физический смысл процесса закона внутренней записи 1 закона энергии термодинамики Q= U+A´ U > 0 Подводимое газу тепло идёт на увеличение энергии, и на совершение газом работы Охлаждение (сжатие) A´<0; Q<0 U = -A´-Q U < 0 Внутренняя энергия уменьшается за счёт того, что над газом совершается работа и газ отдаёт тепло окружающей среде. Р,Па V ,м 3 2 1 Q 3 mR T 2M U = 3 mR T 2M U =
а диадатный Q = 0 U = - A´ U< 0 Внутренняя энергия газа уменьшается за счёт того, что сам газ совершает работу. Газ охлаждается Сжатие A´<0 Р,Па V, м 3 2 T-const 1 U=A U> 0 Внутренняя энергия газа увеличивается за счёт того, что над газом совершается работа. Газ нагревается 3 mR T 2M U = 3 mR T 2M U = Название График Запись Изменение Физический смысл процесса закона внутренней записи 1 закона энергии термодинамики V, м 3 1 T- const 2 Расширение A´>0 Р,Па
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.
Цель урока: установить связь между изменениями внутренней энергии, работы и количеством теплоты для изопроцессов; научить решать задачи из ЕГЭ по данной теме.Задачи урока: 1) образовательн...
Открытый урок по теме Применение первого закона термодинамики к изобарическому процессу
Данная разработка предназначена для проведения урока в 10 классе ( автор учебника А.В, Грачев). Урок отвечает требованиям ФГОС. Оснавная работа на уроке отводится самостоятельному добывани...
Применение первого закона термодинамики к различным процессам
Презентация к уроку на тему "Применение первого закона термодинамики к различным процессам"...
Тестовые задания на тему "Применение первого закона термодинамики в различных процессах"
Дополнительный материал в виде тестовых заданий к уроку на тему "Применение первого закона термодинамики в различных процессах"...
конспект открытого урока по физике в 10 классе "Применение первого закона термодинамики к изопроцессам"
В работе представлен конспект открытого урока по физике в 10 классе "Применение первого закона термодинамики к изопроцессам", сопровождающийся презентацией для интерактивной доски....
Разработка урока "Применение первого закона термодинамики к различным процессам
Цель урока: изучить практическое применение первого закона термодинамики к газовым процессам.Задачи.образовательные:показать переход от общих знаний первого закона термодинамики к конкретным газо...
Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.
Презентация к уроку по теме "Применение первого закона термодинамики к изопроцессам". Цель презентации: актуализировать знания о первом законе термодинамики, повторить домашнее задание, вспо...