Конспект урока по физике в 10 классе "Адиабатный процесс"
план-конспект урока по физике (10 класс) по теме

Муниципальное бюджетное общеобразовательное

учреждение «Гимназия №20»

Конспект урока по физике

на тему

«Адиабатный процесс»

10 класс технический профиль

Автор: Петрунин

Олег Анатольевич,

учитель физики.

г. Донской, 2008 год

 Конспект урока по физике на тему: “Адиабатный процесс”.

                                   10 класс технический профиль.

Цели урока:

Дидактические - создать условия для усвоения нового учебного материала, используя проблемное обучение.

Познавательные – знать понятия «адиабатный процесс», «график адиабаты», закономерности адиабатного процесса, уметь применять первый закон термодинамики к адиабатному процессу, активизация учебно-познавательной деятельности учащихся.

Развивающие – продолжить работу по овладению методами научного познания, развивать интеллектуальные умения учащихся (наблюдать, сравнивать, анализировать, применять знания, делать выводы).

Воспитательные – продолжить формирование научного мировоззрения,

интереса к физике.

Тип урока – урок изучения нового материала.

Главная методическая идея – построение урока на деятельностной основе.

Оборудование: воздушный насос или насос Комовского, сосуд, закрытый пробкой с трубкой, рисованный плакат с изображением процесса образования облаков, воздушное огниво.

            Cтруктурный план урока с комментариями.

1. Организационный этап.

Приветствие, пояснения учителя по предстоящей работе, о назначении тестов, лежащих на столах учащихся.

2. Подготовка к усвоению нового материала.

2.1. Беседа с учащимися:

Перед изучением нового явления предлагаю вспомнить, что такое туман и при каких условиях он образуется. Перед тем как дать ответ проведем небольшой эксперимент. Возьмите лежащее на вашем столе зеркало и легко подышите на него. Что вы наблюдаете? Как вы теперь ответите на ранее поставленные вопросы?

В ходе ответов учащихся, сопоставления точек зрения выясняется, что туман-совокупность мельчайших капель воды взвешенных в воздухе; образуется при охлаждении водяного пара, которое происходит при его соприкосновении с холодной поверхностью.

2.1. Демонстрационный эксперимент: двое подготовленных учащихся проводят демонстрацию адиабатного расширения газа (при накачивании воздуха, пробка из сосуда вылетает и в сосуде образуется туман).

2.2. Выдвижение гипотез: учитель формулирует ряд вопросов.

Какие явления вы наблюдаете? В чем состоят результаты опыта? Как вы можете объяснить эти результаты? Предложите свои гипотезы для их объяснения.

Проблемная ситуация возникает в связи с тем, что в данном опыте туман возникает по непонятным причинам. Учащиеся знают, что туман образуется в результате охлаждении водяного пара при его соприкосновении с холодной поверхностью. Однако в данном опыте нет этого более холодного тела.

2.3.Формулировка темы урока.

 В силу недостаточных знаний учащимся не удается на хорошем качественном уровне объяснить результаты опыта. C помощью учителя учащиеся формулируют проблему урока и записывают в тетрадях тему урока, отодвигая решение проблемы на время выполнения разминки.

2.4. Разминка: проходит в режиме ответов учащихся по цепочке, в случае затруднения отвечающего вопрос переходит к следующему ученику.

                                   Вопросы и задания разминки.

                                                                                                               Рис. 1.

№1. Запишите формулу 1-го закона термодинамики:          р

а) через работу внешних сил; б) через работу газа.                     1                    2

№2. Cформулируйте 1-ый закон термодинамики:

а) через работу внешних сил;  б) через работу газа.

№3. Назовите процесс и обоснуйте свой выбор                           4                    3

        ( cм. рис. 1, 2, 3).  

        а) изотермического сжатия;

        б) изобарного расширения;                                                                                

        в) изохорного охлаждения;                                                          Рис.2.            V

        г) изотермического расширения;                                    p    8  5

        д) изохорного нагревания;

        е) изобарного сжатия.

№4. Сравните работы по модулю:

        а) А12 и А34;  б) А9-10 и А11-12.

№5. В каких процессах уменьшается внутренняя                                             6

        энергия и почему?                                                                                          7

№6. Назовите, из каких процессов состоит                                                         v

        циклический процесс (см. рис.4 и 5).

 p                                      p                                              p

       10         11                                                                         2               3

                                                1         2

                                                        3       4                                                4

       9           12                       6                          5                

                                                                                              1        5

  Рис.3                 V                Рис.4                     v                  Рис.5                   T

3. Изучение нового материала.

3.1.   Работа над формулировкой понятия “ адиабатный процесс “.

3.2.   Условия протекания адиабатного процесса.

3. Решение проблемы (объяснение явления) на основе активной деятельности учащихся и метода эвристической беседы.

По мере решения на доске и в тетрадях учащихся возникает опорный конспект урока.

  ОК                                   Адиабатный процесс

-термодинамический процесс, происходящий в теплоизолированной системе                                  

                                   Условия: теплоизоляция, быстрота.

                                                  Q  =  ∆ U  +  Aг

                                   Q=0      ∆U  =  - Aг

                                     ∆ U = 3/2 m/M R ∆T

 Адиабатное расширение                                     Адиабатное сжатие

               Аг > 0                                                                  Aг < 0

   ∆ U < 0           ∆ T < 0                                             ∆U > 0         ∆ T > 0                                

      U ↓                  Т ↓                                                  U ↑                 T↑

  Газ  охлаждается.                                                  Газ нагревается.

                    Обобщение:  при  сжатии  Т увеличивается

                                           при расширении Т уменьшается

В ходе решения проблемной ситуации учащимся были предложены задания:

№1. Исходя из условия Q=0 выполните вывод 1-го закона термодинамики для адиабатного процесса, используя работу газа в  законе.

№2. Применяя полученную закономерность, установить, как изменяется в данном процессе Т и U воздуха в сосуде (при адиабатном расширении).

№3. Используя аналогичный прием, предскажите, как будет изменяться U и Т в процессе адиабатного сжатия.

№4. Выполнив обобщение, сравните зависимость давления газа от объема в изотермическом процессе и адиабатном процессе. В случае затруднения изучить стр. 275 рис.206 “ Изменение температуры газа при адиабатном процессе”.

4. Применение адиабатного процесса в технике и природе.

Cледуют сообщения учащихся по двум темам:

а) применение адиабатного процесса в ДВС (двигателях внутреннего сгорания).

б) адиабатный процесс в атмосфере Земли.

4. Закрепление изученного материала.

Работа по вопросам: стр.276 №1-4.

№1. Какой процесс называется адиабатным? Сформулируйте первый закон термодинамики для адиабатного процесса.

№2.За счет какой энергии совершается работа при адиабатном расширении?

№3.Почему при адиабатном расширении температура газа падает, а при сжатии возрастает?

№4.При резком сжатии газа в цилиндре поршнем объем газа уменьшился в 2 раза. Почему давление газа при этом возросло более чем в 2 раза?

5. Оперативный контроль знаний.

5.1. Учащиеся отвечают на вопросы теста- 5 минут.

Ответы сдаются учителю на листках, оставляя себе дубликат ответа.

5.2. Самопроверка: ответы появляются на доске, ответы комментируются либо учениками, либо учителем.

6. Домашнее задание.

а)$ 57, повторить вопросы 1-5 к $ 57.

б) решить № 1, 2 к $ 57.

в) подобрать примеры применения адиабатного процесса в технике и проявления его в природе.

7. Подведение итогов.

Обсуждение вопросов:

Что нового вы узнали на сегодняшнем уроке? Чему вы научились?

Что бы вы хотели узнать еще по этой теме? Насколько успешной была ваша работа?

 Учитель выставляет отметки учащимся, оценивая их работу.

                         Тест по теме: “Адиабатный процесс”.

                                          Вариант 1.

№1. Какое условие из приведенных ниже выполняется при адиабатном расширении газа?

1. Q=-A.    2) Q=Aг.   3) A=0.   4) Aг=0.   5) ∆ U=0.   6) Q=0.

№2. Газ адиабатно сжимается. Как изменяются при этом температура Т и давление р?

1) Т и р увеличиваются.                         4) Т и р уменьшаются.

2. Т увеличивается, р уменьшается.    5) Т не изменяется, р увеличивается.
3. Т уменьшается, р увеличивается.    6) Т не изменяется, р уменьшается.

№3. Часть графика, которая соответствует адиабатному процессу…

                                     р    1             2

1) 1-2.                            

2) 1-3.

4. 1-4.
5. 1-5.                                 5    4      3  

                                                                     v

№4. Газ совершил одинаковую работу при адиабатном и изотермическом процессах. Его внутренняя энергия…

1) в обоих случаях не изменилась;                                                                                2) в обоих случаях уменьшилась;

3) при адиабатном не изменилась, при изотермическом уменьшилась;

4) при адиабатном уменьшилась, при изотермическом не изменилась.

№5. В результате адиабатного расширения объем газа увеличился в 2 раза. Как изменилось его давление?

1) увеличилось более чем в 2 раза       4) уменьшилось более чем в 2 раза

2) увеличилось в 2 раза                         5) уменьшилось в 2 раза

3) увеличилось менее чем в 2 раза       6) уменьшилось менее чем в 2 раза

                                          Вариант 2.

№1. Какое условие из приведенных ниже выполняется при адиабатном сжатии газа?

6. Q=-A.    2) Q=Aг.   3) A=0.   4) Aг=0.   5) ∆ U=0.   6) Q=0.

№2. Газ адиабатно расширятся. Как изменяются при этом температура Т и давление р?

1) Т и р увеличиваются.                         4) Т и р уменьшаются.

2. Т увеличивается, р уменьшается.    5) Т не изменяется, р увеличивается.
3. Т уменьшается, р увеличивается.    6) Т не изменяется, р уменьшается.

№3. Часть графика, которая соответствует адиабатному процессу…

                                     р     1             5

1) 1-2.                                                

2) 1-3.

4. 1-4.
5. 1-5.                                 2    3      4

                                                                     v                                                                    

№4. В результате адиабатного процесса внутренняя энергия газа увеличилась. При этом газ…

1) совершил положительную работу;                                                                              2) совершил отрицательную работу;

3) работы не совершил;

4) совершил положительную работу, увеличив свой объем;

6. совершил отрицательную работу, уменьшив свой объем.

№5. В результате адиабатного сжатия объем газа уменьшился в 3 раза. Как изменилось его давление?

1) увеличилось более чем в 3 раза       4) уменьшилось более чем в 3 раза

2) увеличилось в 3 раза                         5) уменьшилось в 3 раза

3) увеличилось менее чем в 3 раза       6) уменьшилось менее чем в 3 раза