Системный подход в обучении физики как средство активизации познавательной активности обучающихся (стр. 6 )

Изменение D U = R D T => U = f (T)

U ~ m; U ~ /зависит от рода вещества, у сложных молекул учитывается вращение молекул/

У реального газа, жидкости и твердого тела Еp не равно 0.

Еp ~ V, так как меняется расстояние между молекулами => U ~ f (T, V)

Реальные газы в МКТ (подготовить доклад на семинарское занятие [3])

Внутренняя энергия тела изолированной термодинамической системы может изменяться двумя способами: при совершении работы и при теплообмене, количеством теплоты называется энергия, передаваемая путем теплообмена. Q = cm D T, где с – удельная теплоемкость вещества, а D T –изменение температуры.

Изменить внутреннюю энергию тела, можно приводя его в соприкосновение с другим телом, имеющим более высокую температуру.

Изменение внутренней энергии при изменении объема газа.

а) При накачивании воздуха в велосипедную шину он нагревается. Молекулы газа получают энергию от поршня (аналогия нога футболиста и мяч).

б) При расширении газа, молекулы при столкновении с удаляющимся поршнем уменьшают свою скорость и энергию.

в) вычисление работы. Работа газа.

V1 V2

ГАЗ F¢ F

A¢ = F¢ (h2 – h1); F¢ = p S;

A¢ = pS (h2 – h1) = =p (Sh2 – Sh1) = p (V2 – V1) = p D V

A¢ = p D V

F¢ - сила, с которой газ действует на поршень,

F – сила, действующая на газ со стороны внешнего тела.

Расширение газа: A¢ > 0 – работа газа; A < 0 – работа внешней силы.

Сжатие газа: A¢ < 0 – работа газа; A > 0 – работа внешней силы.

При сжатии внешней силы передают энергию, при расширении газ совершает работу, его энергия уменьшается.

Графическое (геометрическое) истолкование работы.

P=const, работа численно равна площади фигуры (в выбранном масштабе), закрашенной на рисунке A¢ = pV; A¢ = Sabcd

При изменении объема газа часто меняется и его давление. Пусть давление газа уменьшается, выделим небольшие изменения объема V и на конец каждого участка опустим перпендикуляры. Если V достаточно мало, то получившиеся полоски можно считать прямоугольниками. Площадь каждого из них равна pV. Из таких малых прямоугольников складывается вся площадь под графиком зависимости давления от объема. Значит площадь под кривой и выражает в выбранном масштабе работу силы давления газа при его расширении от V1 до V2.

A¢ = Sabcd

Творческие работы, вынесенные для самостоятельной подготовки на семинарское занятие.

1)  Работа газа при циклическом процессе. Цикл Карно. /доклад или сообщение [2]/

2)  Защита окружающей среды /экологическое сообщение [Интернет]/

Количественную меру изменения внутренней энергии при теплообмене называют количеством теплоты.

При теплообмене не происходит превращение энергии из одной формы в другую, часть внутренней энергии от горячего тела передается холодному.

Q = cm (t2° - t1°) = cmDt

Q = cm (T2° - T1°) = cmDT, где с – удельная теплоемкость вещества.

Удельная теплоемкость вещества – это количество теплоты, которое получает или отдает 1кг вещества при изменении его температуры на 1К. Удельная теплоемкость зависит от рода вещества и от того, при каком процессе осуществляется теплопередача.

cv – удельная теплоемкость при постоянном объеме;

cp – удельная теплоемкость при постоянном давлении идеального газа.

[c] =

cv = , D U = Qv = cv m D T, cv =

cp = = = cv +

cp > cv

cp = cv + , C = m c, Cp = cp m, Cv = cv m,

Теплоемкость моля вещества

Cp = Cv + R (Р Майер)

Так связаны молярные теплоемкости.

Домашнее задание. Агрегатное превращение вещества (8 класс) предлагается разобрать ученикам дома самостоятельно в порядке повторения и подготовить творческие работы по темам указанным в ходе лекции.

Индивидуально каждому ученику дается карточка-задание в количестве 10 разноуровневых задач (количественного, качественного и практического задания).

Рефлексия.

Учитель: «Ребята, давайте подведем итог урока и ответим на следующие вопросы:

С какими новыми понятиями мы сегодня познакомились?

Какие изменения внутренней энергии происходят при изменении объема газа?

Учитель просит закончить предложение «Сегодня на уроке вызвало у меня большой интерес то, что…».

Литература: 1.Учебник физики 10 класс. Мякишев «Просвещение», 2002.

Приложение 4

Интегрированный урок по теме

«Гидростатическое давление.

Роль давления в жизни живых организмов».

(физика+биология)

Цели урока: Ввести понятие гидростатического давления; расширить знания о роли давления в жизни живых организмов; формировать умения и навыки учащихся определять давление; развивать познавательный интерес учащихся; воспитывать любознательность, наблюдательность, дисциплинированность на уроке;

Оборудование: динамометр демонстрационный, трубка с отпадающим дном, резиновый шар, сосуд, осветитель теневого проецирования, карточки, тесты, таблицы по биологии, рисунки, компьютерный класс.

Ход урока.

I Организационный момент.

II Актуализация знаний

- Что называют давлением?

- Назовите формулу расчета давления, производимого на поверхность.

- С формулируйте закон Паскаля.

III Работа над новым материалом.

(учитель физики)

Опыт 1. В цилиндр с резиновым дном наливают воду. Что происходит при наливании воды в цилиндр? Под действием веса жидкости резиновое дно прогибается. А как вы думаете, что будет, если воды добавить в цилиндр? Чем выше столб воды, тем больше прогибается резиновое дно. Как объяснить это явление? (Рассуждения учащихся)

Вывод. Жидкость, налитая в сосуд, своим весом создает давление.

Опыт 2. Поместим оболочку тонкого резинового шара между опорными дисками двух динамометров. Что произойдет, если наполнять шар водой? По мере наливания воды динамометры отмечают силу, действующую не только на дно, но и на стенки сосуда.

Вопрос: отчего зависит давление жидкости и газа?

Выведем формулу расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда.

P =

p *V

V = S *h

 

Сделайте вывод, от чего же зависит давление жидкости и газа?

Вывод: Гидростатическое давление на любой глубине внутри жидкости не зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость, и равно произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и глубины, на которой рассматривается давление.

Проверим, действительно ли давление зависит от высоты столба жидкости.

Опыт 3. Высокий сосуд, в боковой поверхности которого на разной высоте сделаны три небольшие отверстия. Сосуд наполняем водой и открываем отверстия. Наблюдаем за струйками, вытекающей воды.