Г.И.ВИННИКОВА,
с. Мужичье, Воронежская обл.

Два обобщающих урока

 

1. УРОК-СОБЕСЕДОВАНИЕ ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ». 10-й класс

Проводится сразу после урока объяснения нового материала.

Цель: выяснить усвоение учащимися материала по теме и подготовить вопросы к уроку-консультации.

Ход урока

I этап: решение кроссворда в ходе фронтальной беседы.

(На каждый стол даётся сетка кроссворда. Желающие ответить поднимают руку, ответившему правильно начисляется 1 балл. Дополнительные баллы начисляются за ответы на дополнительные вопросы.)

1. Физическая величина – функция температуры. 2. Физическая величина – мера изменения внутренней энергии. 3. Изопроцесс в идеальном газе, который описывается I законом термодинамики в виде Q = U + A', U = Q + A. 4. Ещё одна физическая величина – мера изменения внутренней энергии. 5. Газы, внутренняя энергия которых зависит только от температуры. 6. Физическая величина, пропорциональная внутренней энергии идеального газа. 7. Единица внутренней энергии, количества теплоты и работы. 8. Газы, изменение внутренней энергии которых зависит не только от температуры, но и от объёма. 9. Процесс, происходящий при изоляции системы от окружающей среды. 10. Изопроцесс в идеальном газе, который описывается I законом термодинамики в виде Q = A'. 11. Раздел физики, изучающий тепловые процессы без учёта молекулярного строения вещества. 12. Изопроцесс, который описывается I законом термодинамики в виде U = Q. 13. Параметры, описывающие тепловые явления в термодинамике.   

(Ответы. 1. Внутренняя энергия. 2. Работа. 3. Изобарный. 4. Количество теплоты. 5. Идеальные. 6. Температура. 7. Джоуль. 8. Реальные. 9. Адиабатный. 10. Изотермический. 11. Термодинамика. 12. Изохорный. 13. Макроскопические. )

Дополнительные вопросы. Что такое Q? Как эта величина связана с внутренней энергией? Какой формулой выражается I закон термодинамики для адиабатного процесса? (Ответ. U = A или U = –A.) Перечислите макроскопические термодинамические параметры. (Ответ. p, T, V.) Как выражается работа в термодинамике? (Ответ. А = рV.) Какой формулой выражается изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа? (Ответ. ). Нарисуйте график изобарного процесса (изохорного, изотермического).

II этап: тестовый контроль

(Каждому даются листы с формой для ответов и текстом.)

Вариант 1

1. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при адиабатическом расширении?

А) U = 0; Б) U > 0;

В) U < 0; Г) U любое;

Д) верный ответ не приведён.

2. В каком процессе изменение внутренней энергии тела равно количеству переданной ему теплоты?

А) В изохорном; Б) в изобарном;

В) в изотермическом; Г) в адиабатном;

Д)  верный ответ не приведён.

3. Газу передано количество теплоты 100 Дж, внешняя сила совершает работу 300 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии?

А) 0 Дж; Б) 100 Дж; В) 200 Дж;

Г) 300 Дж; Д) 400 Дж.

4.  Чему равна работа, совершённая газом при переходе из состояния 1 в состояние 2?

А) 9 Дж; Б) 300 Дж; В) 600 Дж; Г) 900 Дж;

Д) верный ответ не приведён.

5. За счёт какой энергии нагревается газ при сжатии?

А) внутренней энергии газа; Б) механической энергии газа;

В) энергии внешних сил; Г) энергии, выделяющейся при сгорании топлива;

Д) верный ответ не приведён.

Вариант 2

1. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при изотермическом сжатии?

А) U = 0; Б) U > 0;

В)U < 0; Г) U может иметь любые значения;

Д) внутренняя энергия идеального газа всегда равна нулю.

2. Какой процесс произошёл при сжатии идеального газа, если работа, совершённая внешними силами над газом, равна изменению его внутренней энергии?

А) Адиабатный; Б) изобарный;

В) изохорный; Г) изотермический;

Д) верный ответ не приведён.

3. Газ получил количество теплоты 300 Дж, его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж. Чему равна работа, совершённая газом?

А) 0 Дж; Б) 100 Дж; В)  200 Дж;

Г) 300 Дж; Д) 500 Дж.

4.  Чему равна работа, совершённая газом при переходе из состояния 1 в состояние 2?

А) 300 Дж; Б) 2000 Дж; В) 1000 Дж; Г) 0 Дж;

Д) верный ответ не приведён.

5. В каком случае изменение внутренней энергии всегда отрицательно?

А) При сжатии; Б) при расширении;

В) при совершении работы за счёт внутренней энергии и подводимой теплоты;

Г) при совершении работы внешних сил;

Д) при совершении работы за счёт убыли внутренней энергии.

Коды ответов:

III этап: вопросы и графики

1. Почему можно сказать, что система обладает внутренней энергией, но нельзя сказать, что она обладает запасом определённого количества теплоты или работы?

2. Когда работа газа больше: при изотермическом или при изобарном расширении объёма от V₁ до V₂?

3. При каком процессе внутренняя энергия идеального газа не меняется?

4. За счёт чего изменяется внутренняя энергия тела при изохорном процессе?

5.  Один моль газа переводится из состояния 1 в состояние 2 двумя способами: 1-а-2 и 1-b-2. В каком случае совершается бльшая работа? Во сколько раз отличаются значения работ? (Решите графически.)

6.  Когда газ из состояния 1 переходит в состояние 2, система теряет или получает тепло?

7. Назовите наиболее типичные необратимые процессы.

8. Если бы река потекла вспять, означало бы это нарушение закона сохранения энергии?

9. Сформулируйте II закон термодинамики.

IV этап: решение задач

1. 0,29 кг воздуха изобарно нагревают на 100 °К. Чему равна работа газа?

Дополнительные вопросы

Чему равна работа 1 моль газа при изобарном процессе, если температура изменилась на 1 К? (Ответ. Численно равна R.)

• Физический смысл R: универсальная газовая постоянная численно равна работе, совершённой 1 моль газа при изобарном нагревании на 1 К.

2. Газу при изохорном процессе передано 10 МДж теплоты. Определите, как изменится внутренняя энергия и температура этого газа.

(плюс формулы и графики процессов на ОК).

Алгоритм решения задач: 1. Запишите уравнение I закона термодинамики. 2. Определите, о каком процессе идёт речь в задаче. 3. Запишите постоянную величину для данного процесса. 4. Запишите I закон термодинамики для данного процесса. 5. Оцените знак входящих в формулу величин («+» или «–»). 6. Рассчитайте требуемые в задаче параметры.

2. УРОК ПО ТЕМЕ «ДАВЛЕНИЕ», 7-й класс

Проводится в виде игры «Сокровища Белой кобры».

Белая кобра охраняет сокровища, накопленные наукой за многие столетия. Это открытия и законы, явления и предсказания, их применение и учёт. Нам будет нелегко узнать, что хранится в этих сундуках. Как же усыпить кобру? Может, попробуем ответить на вопрос: «Как читается закон Паскаля?» (Дети отвечают. Убирается большой лист с изображением кобры, обвившей сундуки.)

Нам удалось! А вот и сундуки. Что в них?

Первый сундук – деревянный, на нём вместо замка вопрос: «От чего зависит давление твёрдых тел?» (Дети отвечают. Открывем сундук.) В сундуке символика, размещаем её на магнитной доске, а вы поочерёдно называйте физические величины:

р, F, S, m, h, V_т, l, b, g, .

Второй сундук – оловянный. Чтобы заглянуть в него, надо ответить на вопрос: «От чего зависит давление жидкостей и газов на дно и стенки сосуда?» (Дети отвечают. Открываем сундук.) В этом сундуке единицы физических величин, которые вы должны правильно разместить на доске под символами:

Па, Н, м², кг, м, м³, мм, 9,8 Н/кг, кг/м³.

Третий сундук – медный. Ключ к нему – ответ на вопрос: «Чему равно нормальное атмосферное давление?». (Дети отвечают. Открываем сундук.) В нём формулы. Из них надо выбрать только те, которые относятся к данной теме (формулы на большом листе крепятся на доску):

Четвёртый сундук – железный. Ключом для него является ответ на вопрос: «Каким прибором измеряется давление жидкости в гидросистеме?» (Дети отвечают. Открываем сундук.) Внутри сундука – задания провести и объяснить опыты: поместить варёное яйцо в бутылку из-под молока; не замочив пальцев руки, достать монету со дна блюдца; объяснить секрет бутылки – по кругу в середине пластмассовой бутылки сделаны иголкой маленькие отверстия, пока она закрыта – вода через них не просачивается, как только начинают открывать пробку – вода бежит.

Пятый сундук – серебряный. Ключ для него – ответ на вопрос: «Что нужно сделать, чтобы снизить давление большого самолёта на взлётную полосу?» (Дети отвечают. Открываем сундук.) В сундуке – задачи:

Шестой сундук – золотой. Ключ – ответ на вопрос: «Толще (или тоньше) должны быть трубы на верхних этажах многоэтажного дома, чем на нижних?» (Дети отвечают. Открываем сундук.) В нём вопросы: Какие способы увеличения и уменьшения давления вы знаете? Какой прибор служит для измерения атмосферного давления? Каковы свойства сообщающихся сосудов и где они применяются? На чём основан принцип действия гидравлического пресса и где он применяется? Почему ржавой иглой трудно шить? Кислород, находящийся в цилиндре, сжали. Какие физические величины при этом изменились? Почему в самолётах нельзя перевозить аэрозоли и домашние консервы? Принцип действия поршневого водяного насоса основан на атмосферном давлении. Будет ли он действовать в безвоздушном пространстве? В чём различие между изменением плотности воздуха с высотой и изменением плотности воды с глубиной? Можно ли космонавту набрать чернила в поршневую авторучку, находясь в корабле в состоянии невесомости? Почему вода из перевёрнутой бутылки вытекает рывками, а из медицинской резиновой «грелки» – ровной сплошной струёй? Почему иногда на верхних этажах здания вода не идёт через краны водопроводной сети, тогда как продолжает течь из кранов на нижних этажах? Воду, которая была в узкой мензурке, перелили в широкую банку. Изменилось ли давление на дно?

В конце игры подводятся командные и индивидуальные результаты. Если остаётся время, проводится обобщение темы по ОК «Давление» (на ватмане).