velikol.ru
1

План занятия № 23-24


Тема: Основы термодинамики.

Цели урока:


  1. Обучающие: формирование представления об основных понятиях термодинамики: внутренняя энергия, работа, теплота; изучение законов термодинамики.

  2. Развивать: умение скорозаписи, абстрактное мышление, умение выделять главное.

  3. Воспитывать: аккуратность при ведении записей, интерес к предмету.


Тип урока: урок формирования знаний (лекция).

Оборудование: план, учебник, доска, мел, кодоскоп.

Ход урока:

  1. Организационный момент.

  2. Сообщение темы, цели урока, мотивация учебной деятельности студентов.

  3. Актуализация знаний.

  4. Введение новых знаний.

  1. Раздел термодинамика – изучает общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями.

Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией, как между собой, так и с другими телами.

Термодинамическое равновесие – такое состояние термодинамической системы, при котором параметры системы не изменяются со временем.

Главное содержание термодинамики состоит в двух основных законах, касающихся поведения энергии, установленных опытным путем и справедливых для всех веществ, независимо от их внутреннего строения.

  1. Внутренняя энергия – энергия физической системы, зависящая от ее внутреннего состояния, характера движения и взаимодействия частиц в системе. Равна сумме энергии хаотического движения частиц тела и энергии взаимодействия этих частиц.

U = Ек + Ер.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа равна сумме кинетических энергий взаимодействия всех частиц. Она пропорциональна его абсолютной температуре:

U = 3/2 (m/M)RT.

    1. Способы изменения внутренней энергии.

  • Теплопередача – изменение внутренней энергии без совершения работы. Энергия передается от более нагретого тела к менее нагретому.

  • Совершение работы– изменение внутренней энергии за счет совершения работы: нагревание при трении, сжатии; охлаждение при расширении.

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.

  1. Работа в термодинамики.

При малых изменениях объема работа равна:

А = - А/ = - pΔV. Где А – работа внешних сил, А/ - работа газа.

Если газ сжимается (ΔV<0), то А > 0, А/ < 0.

Если газ расширяется (ΔV>0), то А < 0, А/ > 0.

Если объем не изменяется (ΔV=0), то А = 0, А/ = 0.

Графически работа определяется площадью фигуры, заключенной между линией графика, осью абсцисс и двумя ординатами.

  1. Количество теплоты – количественная мера изменения внутренней энергии тела при теплообмене (теплопередаче) Q, Дж.

  2. Первый закон термодинамики и его применение к различным процессам.

Бал открыт в ХIX веке немецким ученым Р. Майером, английским ученым Д. Джоулем, немецким ученым Г. Гельмголцем.

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

ΔU = A + Q.

Внутренняя энергия изолированной системы остается неизменной.

Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии и на совершение работы системой над внешними телами:

Q = ΔU + A/.

    1. Изохорный процесс: А = 0, т.к. ΔV=0 => ΔU = Q.

При нагревании Q и ΔU > 0, т.е. внутренняя энергия увеличивается.

При охлаждении Q < 0 и ΔU < 0, т.е. внутренняя энергия уменьшается.

    1. Изотермический процесс: ΔU = 0 => Q = A/.

Если газ получает теплоту, то A/ > 0.

Если газ отдает теплоту, то A/ < 0.

    1. Изобарный процесс: Q = ΔU + A/.

    2. Адиабатный процесс: Q = 0 – процесс в термоизолированной системе - ΔU = A.

    3. Уравнение теплового баланса: Q1 + Q2 + … = 0.

  1. Второй закон термодинамики.

Сформулирован немецким ученым Р. Клаузиусом: невозможно перевести теплоту от более холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах илив окружающих телах.

  1. Тепловые двигатели – устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую.

η = (|Q1| – |Q2|)/|Q1|, для цикла Карно: η = (T1 – T2)/T1.

  1. Анализ и оценка итогов работы.

  2. Определение и разъяснение домашнего задания.

Конспект.

Подготовить рефераты по темам:

  • Виды теплопередачи.

  • Применение адиабатного процесса.

  • Необратимость процессов в природе.

  • Значение тепловых двигателей.

  • Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.



План занятия №

Тема: Семинар по теме «Основы термодинамики».

Цели урока:

  1. Обучающие: проверить и систематизировать теоретические знания студентов по данной теме.

  2. Развивать: умение работать самостоятельно с научной литературой, отстаивать свою точку зрения в данном вопросе, умение логически мыслить и делать выводы.

  3. Воспитывать: культуру поведения, умение слушать товарищей, интерес к физике.

Тип урока: урок проверки и систематизации знаний (семинар).

Оборудование: план, учебник.

Ход урока:

  1. Организационный момент.

  2. Сообщение темы, цели урока, мотивация учебной деятельности студентов.

  3. Актуализация знаний.

  4. Воспроизведение знаний студентами.

  1. Раздел термодинамика.

  • Что изучает термодинамика?

  • Что называется термодинамической системой?

  • Что называется термодинамическим равновесием?

  1. Внутренняя энергия.

    1. Из чего складывается внутренняя энергия тела?

    2. Чему равна внутренняя энергия идеального газа?

    3. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию? Объясните.

  1. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.*

  2. Диктант. Записать:

  • обозначение, единицы измерения и формулы для следующих величин:

    1. Работа. (определение, пояснить формулу, назвать единицу измерения)

    2. Количество теплоты. (определение, пояснить формулу, назвать единицу измерения)

    3. Внутренняя энергия. (определение, пояснить формулу, назвать единицу измерения)

    4. КПД теплового двигателя. (определение, пояснить формулу, назвать единицу измерения)

Что представляют собой тепловые двигатели?

Каков их принцип действия?

Значение тепловых двигателей.*

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.*

  • формулы и законы:

    1. Первый закон термодинамики. (Сформулируйте 1 закон термодинамики)

    2. Первый закон термодинамики для изохорного процесса. (Сформулируйте)

    3. Первый закон термодинамики для изобарного процесса. (Сформулируйте)

    4. Первый закон термодинамики для изотермического процесса. (Сформулируйте)

    5. Первый закон термодинамики для адиабатного процесса. ((Сформулируйте, какой процесс называется адиабатным? Применение адиабатного процесса.*)

    6. КПД для машины Карно. (что такое машина Карно?)

  1. Необратимость процессов в природе.*

  2. Сформулируйте второй закон термодинамики.




  1. Анализ и оценка итогов работы.

  2. Определение и разъяснение домашнего задания.

Подготовиться к практической работе.


План занятия № 27-28


Тема: ЛПЗ № 4 «Применение законов термодинамики к изопроцессам».

Цели урока:

  1. Обучающие: формирование практических умений и навыков при решении задач на применение первого закона термодинамики.

  2. Развивать: логическое мышление, способность довести до конца решение задачи.

  3. Воспитывать: аккуратность в оформлении задач, усидчивость, интерес к предмету.

Тип урока: формирование практических умений и навыков.

Оборудование: план, учебник, доска, мел, кодоскоп.


Ход урока:

  1. Организационный момент.

  2. Сообщение темы, цели урока, мотивация учебной деятельности студентов.

  3. Актуализация знаний.

  4. Выполнение практической работы.

    1. Рекомендации по выполнению работы.

    2. Воспроизведение опорных знаний студентов по данной теме.

    3. Выполнение работы по инструкционным картам.

  1. Анализ и оценка итогов работы.

  2. Определение и разъяснение домашнего задания.

Подготовить письменный отчет по практической работе.


План занятия № 29-30


Тема: Зачет по теме «Основы термодинамики».

Цели урока:


  1. Обучающие: контроль теоретических и практических знаний, умений и навыков.

  2. Развивать: самостоятельность, умение применять свои знания.


Тип урока: контроль знаний.

Оборудование: план, учебник, карточки – задания..


Ход урока:

  1. Организационный момент.

  2. Сообщение темы, цели урока, мотивация учебной деятельности студентов.

  3. Выполнение контрольной работы по карточкам.

    1. Рекомендации по выполнению работы.

    2. Выполнение работы по карточкам.




  1. Анализ и оценка итогов работы.

  2. Определение и разъяснение домашнего задания.