Січень інформаційно-методичний вісник відділу освіти Рокитнянської районної державної адміністрації та районного методичного кабінету



Сторінка4/4
Дата конвертації09.03.2016
Розмір0.7 Mb.
1   2   3   4
Тема. Ідеальний газ. Температура.

Мета: формування знань про фізичну модель — ідеальний газ, її переваги, про температуру як один з термодинаміч­них параметрів, основні температурні шкали Кельвіна і Цельсія та зв'язок між ними, про вимірювання темпе­ратури за допомогою термометрів.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання: термометр рідинний демонстраційний; комп’ютерна презентація.

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань

Бесіда за питаннями:

  1. Чи мають гази власний об'єм?

  2. Чи мають гази форму?

  3. Чи утворюють гази струмені? течуть?

  4. Чи можна гази стиснути?

  5. Як розміщені молекули в газах? Як вони рухаються?

  6. Що можна сказати про взаємодію молекул у газах?

III. Повідомлення теми, мети й завдань уроку

План вивчення теми

  1. Поняття ідеального газу як фізичної ідеалізації.

  2. Умови, за яких реальні гази можна вважати ідеальними.

  1. Температура як термодинамічний параметр ідеального газу.

  2. Температурні шкали. Вимірювання температури.

IV. Мотивація навчальної діяльності

Метод «Прес»

Запитання до класу

  • Чому важливо вивчати гази, уміти описувати процеси, які в них відбуваються? Обґрунтуйте відповідь, використовуючи по­передньо набуті знання з фізики, власний життєвий досвід.

Схема відповіді:

  1. висловити свою думку: «Я вважаю…»;

  2. пояснити підґрунття такої думки: «Оскільки…»;

  3. навести приклад додаткових аргументів на підтримку своєї позиції «… наприклад…»;

  4. узагальнити, сформулювати висновки: «Отже, …» або «таким чином…».

V. Сприймання й первинне осмислення нового матеріалу

1. Поняття ідеального газу як фізичної ідеалізації

З трьох агрегатних станів, в яких може перебувати речовина, найбільш простим для вивчення є газоподібний. Тому вивчення властивостей речовин ми починаємо саме з властивостей газів. У розрідженого газу відстань між молекулами у багато разів перевищує їхні розміри. У цьому випадку взаємодія між молеку­лами є дуже малою і кінетична енергія руху молекул значно пе­ревищує потенціальну енергію їх взаємодії. Молекули газу можна розглядати як маленькі тверді кульки. Замість реального газу ми будемо розглядати його фізичну модель, нехтуючи складними си­лами взаємодії між молекулами і полегшуючи тим самим вивчен­ня властивостей газів. Ця модель називається ідеальним газом.



Ідеальний газ — це газ, взаємодією між молекулами у якому можна знехтувати.

Газ можна вважати ідеальним, якщо:



  1. відсутні сили міжмолекулярної взаємодії, тобто молекули не притягаються і не відштовхуються;

  2. взаємодія між молекулами відбувається тільки під час їх зіткнень і є пружною;

  3. молекули газу не мають об'єму і вважаються матеріальними точками.

Слід пам'ятати, що у фізичній моделі беруть до уваги ті влас­тивості реальної системи, урахування яких необхідно для пояс­нення закономірностей поведінки системи, що досліджуються.

2. Умови, за яких реальні гази можна вважати ідеальними

Газами, властивості яких близькі до властивостей ідеального газу, є реальні гази, що перебувають під низьким тиском чи ма­ють високу температуру. Наприклад, повітря за нормальних умов (105 Па і 0 °С ) можна наближено вважати ідеальним газом.



Запитання до класу

  1. Чому гази за високої температури можна вважати ідеальними?
    (Чим вища температура газу, тим більша унаслідок теплового руху молекул відстань між ними порівняно з розмірами, а отже, газ ближчий до ідеального).

  2. Чому за високого тиску властивості реальних газів відрізня­ються від властивостей ідеального?
    (За високого тиску моле­кули газів розміщуються на відстанях, які приблизно дорів­нюють діаметрам самих молекул: при цьому їх уже не можна вважати матеріальними точками, отже, такий газ не можна вважати за ідеальний.)

3. Температура як термодинамічний параметр ідеального газу

Стан газу описують за допомогою певних величин, які нази­вають параметрами стану. Розрізняють:



  1. мікропараметри, тобто характеристики власне молекул, — розміри, масу, швидкість, імпульс, енергію;

  2. макропараметри, тобто параметри газу як фізичного тіла за­галом, — температура, тиск, об'єм.

Зі словом «температура» ви знайомі з раннього дитинства. Тепер ознайомимось з температурою як параметром.

Вправа «Асоціативний кущ»

Ключовим слово – температура.

Нам відомо, що різні тіла можуть мати різну температуру. Відповідно, температура характеризує внутрішній стан тіла. Якщо здійснити контакт двох тіл із різною температурою, то, як свідчить досвід, через деякий час їх температури зрівняються. Велика кількість дослідів свідчить про те, що температури тіл, які перебувають у тепловому контакті, зрівнюються, тобто між ними встановлюється теплова рівновага.

Теплова рівновага — це стан, за якого всі макроскопічні пара­метри залишаються скільки завгодно довго незмінними.

Стан теплової рівноваги визначається для ізольованої сис­теми, тобто тільки для тіл, які взаємодіють лише між собою і не взаємодіють з іншими тілами. Отже, температура характе­ризує внутрішній стан ізольованої системи тіл, які перебувають у стані теплової рівноваги.

Чим швидше рухаються молекули в тілі, тим сильнішим є відчуття тепла під час дотикання до нього. Більша швидкість руху молекул відповідає більшій кінетичній енергії. Відповідно за величиною температури можна скласти уявлення про кінетич­ну енергію молекул.

Температура — це міра кінетичної енергії теплового руху мо­лекул.

Температура є скалярною величиною, у СІ вимірюється в Кель­вінах.



4. Температурні шкали. Вимірювання температури

У фізиці у більшості випадків користуються введеною ан­глійським вченим У. Кельвіном абсолютною шкалою температур (1848 р.), яка має дві основних точки.

Перша основна точка — 0 К, або абсолютний нуль.

Фізичний зміст абсолютного нуля: це температура, за якої мав би при­пинитися тепловий рух молекул.

При абсолютному нулі молекули поступально не рухаються, але їх коливальний і обертальний рухи зберігаються. Тепловий рух молекул безперервний і нескінченний. Відповідно абсолют­ний нуль температур за наявності молекул речовини недосяж­ний. Абсолютний нуль температур — це найнижча темпера­турна межа, верхньої не існує.

Друга основна точка на абсолютній шкалі температур — це точка, в якій вода існує у всіх трьох станах (твердому, рідкому і газоподібному), вона названа потрійною точкою.

У побуті для вимірювання температури використовують другу температурну шкалу — шкалу Цельсія, названу на честь шведсь­кого астронома А. Цельсія й уведену ним у 1742 р. На шка­лі Цельсія є дві основні точки: 0 °С (точка, у якій тане лід) і 100 °С (точка, у якій кипить вода). Температура, яка визнача­ється за шкалою Цельсія, позначається t. Шкала Цельсія має як додатні, так і від'ємні значення.
За рисунком простежимо зв'язок між температурами за шка­лами Кельвіна та Цельсія.





Ціна поділки за шкалою Кельвіна така сама, як і за шкалою Цельсія:



DТ = Т2 – Т1=(t2° + 273)(t2° + 273) = t2°t1° = Dt° .

Отже, DТ = Dt°, тобто зміна температури за шкалою Кельвіна дорівнює зміні температури за шкалою Кельвіна.

Температура вимірюється за допомогою термометрів, дія яких заснована на явищі термодинамічної рівноваги. Тобто, термо­метр — це прилад для вимірювання температури за допомогою контакту з дослідженим тілом. У ході виготовлення термометрів різного типу ураховується залежність від температури різних фізичних явищ: теплового розширення, електричних і магнітних явищ тощо.

Розрізняють такі види термометрів: рідинні, термопари, газо­ві, термометри опору.



VI. Закріплення нового матеріалу

Самостійна робота

Вкажіть правильну, на вашу думку, відповідь.



  1. Тепловими називають явища, пов'язані зі зміною:

А температури і маси тіла; Б форми тіла;

В агрегатного стану або температури тіла Г агрегатного стану.

  1. Який газ називається ідеальним?

А Газ, кількістю молекул у якому можна знехтувати.

Б Газ, взаємодією між молекулами у якому можна знехтувати.

В Газ, який перебуває під високим тиском.

Г Будь-який газ.

  1. Чим швидше рухаються молекули тіла, тим його температура:

А стабільніша; В вища; Б повільніше змінюється; Г нижча.

  1. Температуру, за якої має припинитися тепловий рух моле­кул, називають:

А 0 °С; Б абсолютним нулем; В абсолютною температурою; Г 0 °F.

  1. Укажіть варіант, у якому правильно переведено в основні оди­ниці -10°С; 23°С.

А 263 К, 296 К Б 267 К, 297 К В 283 К, 293 К Г 287 К, 296 К

  1. Вкажіть рядок, у якому правильно переведено в градуси, Цельсія 298 К.

А 23°С Б 21°С В 25°С Г 15°С

Завдання класу. Опишіть рідинний термометр як фізичний прилад за планом характеристики фізичного приладу.

  1. Призначення.

  2. Будова.

  3. Принцип дії.

  4. Сфера застосування.

  5. Переваги і недоліки.

Характеристика рідинного термометра як фізичного приладу

  1. Вимірювання температури.

  1. Запаяний скляний капіляр у нижній частині із резервуаром для рідини, заповнений ртуттю або підфарбованим спиртом. Капіляр приєднаний до шкали і зазвичай вміщений у скля­ний футляр.

  2. У разі збільшення температури рідина всередині капіляра розширюється і піднімається вгору, у разі зменшення темпе­ратури — навпаки.

  3. Використовується для вимірювання температури повітря, води, тіла людини тощо.

  4. Діапазон температур, які можна вимірювати за допомогою рідинних термометрів, широкий (ртутним від -35 до 75°С , спиртовим від -80 до 70°С ). Недоліком є те, що в ході на­грівання різні рідини розширюються по-різному, за однакової температури показання можуть незначною мірою відрізнятися.

VII. Підбиття підсумків уроку та повідомлення домашнього завдання

Домашнє завдання.

  1. Вивчити теоретичний матеріал за конспектом.

  2. Виконати творче завдання (вибрати одне з двох).

  1. Охарактеризувати медичний термометр як фізичний прилад.

  1. Порівняти термометри для вимірювання температури по­вітря на вулиці та вимірювання води у ванні за методом «Діаграма Ейлера-Вена».

Урок фізики в 10 класі
Клименко Н.В., вчитель Синявської ЗОШ І-ІІІ ст.

Тема уроку: Механічна робота і потужність

Мета уроку:

  • Дидактична: формувати в учнів уяву про механічну роботу та потужність, визначення цих явищ, шляхом проведення фізичного експерименту навчити учнів розраховувати роботу різних сил, розкрити сутність потужності та її зв’язок зі швидкістю тіла.

  • Розвивальна: формувати інтерес до фізичного експерименту, розвивати експериментальні вміння та прагнення проводити експеримент; сприяти активізації творчого мислення учнів, пробуджувати в них пізнавальний інтерес, стимулювати розвиток ініціативи, кмітливості, формування уміння висувати гіпотези, робити припущення та перевіряти їх.

  • Виховна: виховувати практичні навички користування приладами; розширити кругозір учнів, збуджувати інтерес до вивчення фізики.

Оснащення уроку: тіла різної маси, дерев’яний брусок, важки, демонстраційний динамометр, комп’ютерні презентації, мультимедійний проектор.

Тип уроку: комбінований урок, з елементами інтерактивних технологій.
План уроку

  1. Організаційний етап (1 хв.)

  2. Мотивація навчальної діяльності (6 хв.)

  3. Вивчення нового матеріалу (13 хв.)

  4. Використання отриманих знань (13 хв.)

  5. Контроль та корекція отриманих знань (7 хв.)

  6. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія. (3 хв.)

  7. Домашнє завдання (2 хв.)


План-конспект уроку

І. Організаційний етап

Привітання учнів, організація робочого місця.

Вступне слово вчителя: друзі, ви вже четвертий рік вивчаєте фізику, кожного уроку дізнаєтесь все більше про закони та явища природи, намагаючись дати відповіді на питання, що турбували людство тисячоріччями. Сьогодні на уроці ми з вами познайомимось з такими фізичними явищами як механічна робота і потужність.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

Пригадайте за яких умову фізиці виконується робота.

У повсякденній мові слово „робота” означає любу діяльність, яка потребує зусиль: роботою називають і підйом вантажу, і розв’язання задачі. При вивченні фізики ми механічною роботою чи роботою сили ми будемо називати фізичну величину, яка характеризує дію сили. Для багатьох інженерних та технічних задач дуже важна не тільки виконана робота, але також і швидкість виконання цієї роботи. Бо одну і ту ж роботу можна виконати з різною швидкістю: наприклад, вантаж можна підіймати повільно та швидко.

Учні дають приклади виконання роботи. Обговорюють умови її виконання.

Слухають вчителя.

Працюють зі слайдами презентації

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Робота сили, яка направлена, так як рухається тіло

Якщо на тіло діє стала сила , яка направлена вздовж переміщення тіла, то робота цієї сили .

Одиницею вимірювання роботи в СІ є джоуль (Дж).

1 Дж=1 Н1 м.

Якщо переміщення тіла дорівнює нулю, робота цієї сили дорівнює нулю.

2. Робота сили, яка направлена під кутом до переміщення тіла

Якщо сила направлена під кутом до переміщення тіла, то роботу виконує тільки складова сили, яка направлена так, як направлено переміщення (дивись слайд №1).



Робота сили дорівнює:

Проаналізуємо загальну формулу роботи:



  1. Якщо кут a=00, cos a=1, то робота і А>0.

  2. Якщо кут a=900, cos a=0, то робота А=0.

  3. Якщо кут a=1800, cos a= - 1, то робота А= -F і А<0.

  4. Якщо сила F=0, то робота А=0.

  5. Якщо переміщення s=0, то робота А=0.

Важливий факт:

Якщо на тіло діють кілька сил, то вони виконують роботу одночасно.

  1. Робота сили тяжіння при русі вертикально



4. Робота сили тяжіння при русі по похилої площини

а) якщо кут між силою та переміщенням



то (дивись слайд №2)

б) якщо кут між силою та переміщенням



то (дивись слайд №3)

5. Робота сили тяжіння при русі по будь який траєкторії

(дивись слайд №4)

  1. Робота сили пружності

(дивись слайд №5)

Робота сили пружності аналогічна роботі сили тяжіння та залежить від деформації пружини.

При переміщенні тіла по замкнутої траєкторії робота сили пружності дорівнює нулю.


  1. Робота сили тертя

, тому що cos 1800=-1 (дивись слайд №6 )

  1. Потужність

Потужністю називають фізичну величину, яка дорівнює відношенню виконаної роботи до інтервалу часу, за який ця робота була виконана:

одиниця потужності в СІ – ватт

1 Вт = 1 Дж/с

1000 Вт = 1 кВт

1000 000 Вт = 1 МВт

(дивись слайд №7)



  1. Потужність транспортного засобу

Швидкість руху транспортних засобів можна визначити так:





ІV. Використання отриманих знань

Запитання для учнів під час викладу нового матеріалу:



  1. Морем пливе корабель. Чи здійснює при цьому роботу сила тяжіння?

  2. Чи виконує роботу сила тяжіння, що діє на супутник, який рухається навколо Землі по коловій орбіті?

  3. Додатну чи від’ємну роботу здійснює сила тяжіння, коли тіло ковзає вниз по похилій площині

  4. Яку роботу – додатну чи від’ємну – здійснюємо ми, розтягуючи пружину?

  5. Як за відомої потужності обчислити роботу?

Учні відповідають на запитання під час розгляду нового матеріалу

V. Контроль та корекція отриманих знань

Учимось розв’язувати задачі:

  1. Ліфт масою 300 кг підіймається на 30 м, а потім вертається назад. Яку роботу здійснює сила тяжіння, що діє на ліфт, під час руху вгору? Під час руху вниз? Протягом всього шляху?

  2. Людина йде берегом і тягне проти течії на мотузці човен, прикладаючи силу 200 Н. Кут між мотузкою і берегом становить 300. яку роботу здійснює людина, переміщуючи човен на 5 м?

  3. Яку потужність розвиває учень, коли збігає з першого на четвертий поверх за півхвилини? Висота кожного поверху школи – 4 м, маса учня – 60 кг.

  4. Автомобіль їде зі швидкістю 20 м/с. При цьому мотор розвиває потужність 20 кВт. Якою є сила опору руху? Вантаж якої маси можна підняти, прикладаючи таку силу?

VІ. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія

Учитель підвиває підсумки уроку, оцінює роботи груп та окремих учнів. Пропонує за бажанням виставити оцінки, отримані за тестування.

- Що запам’яталось кожному з вас сьогодні?

- Про що ви б хотіли почути на наступному уроці?



VІІ. Домашнє завдання

Вивчити §-33, розв’язати вправу 28 (4,5).

Заповнити таблицю згідно наданого зразка.


Назва фізичної величини

Визначення фізичної величини

Позначення фізичної величини

Формула

Специфічні властивості величини (векторна, скалярна)

Одиниця

Потужність
















Механічна робота

















Редакційна колегія:

************************************************************
Голова – Соболівська Л.О.

Заступник голови – Довженко Ю.І.



Колегія:


  • Сібільова А.А.

  • Мирець Н.М.

  • Мельник О.І.

  • Сатир Г.М.

  • Сахно Н.М.

  • Семенюта О.М.

  • Сатиренко О.А.

  • Хорунжа К.І.

  • Шаравара В.Б.

  • Скринська В.К.

Примітки


___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




1   2   3   4


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка