Материалы для преподавателей. Профессиональное образование. Физика. Методическая разработка и презентация урока по физике.


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Термодинамика– это теория тепловых явлений, в которой не учитывается атомно-молекулярное строение тел. Преподаватель Первомайского техникума промстройматериалов Подшивалова Елена Николаевна 1. Внутренняя энергия газа 3. Виды теплообмена. Количество теплоты 5. Тепловые двигатели 4. Законы термодинамики 2. Работа газа План урока 1. Внутренняя энергия газа Внутренняя энергия тела (энергия движения + энергия взаимодействия) Идеальный газ (взаимодействие пренебрежимо мало) Внутренняя энергия идеального газаU = ∑ ЕiUмоль=3/2(RT) U1=3/2(m/μ) RT 2. Работа газа Газ выполняет работу только в процессе изменения своего объема (A =FScosα; p=F/S)A = F·∆l A =p·S·∆ l А =p·S·∆ l А = p·∆V A = p·(V2 – V1) Внутренняя энергия теплообмен 3.Виды теплообмена.Количество теплоты. совершение механической работы Виды теплообмена: - теплопроводность; - конвекция; - излучение. ∆U= cm∆Т∆U = Q =>Q = cm∆Т, где с – удельная теплоемкость вещества, Дж /(кг·К) Подсчет количества теплоты Q = cm∆Т (при нагревании или охлаждении) Qв = qm (при сгорании топлива твердого или жидкого) Qв =χV0 (при сгорании топлива газообразного) Уравнение теплового баланса: ∑Qотд. = ∑Qпол. 4. Законы термодинамики Первый закон термодинамики (закон сохранения энергии в тепловых процессах) Количество теплоты Q, переданное системе, расходуется на изменение энергии ∆U и на работу системы А газа против внешних сил: Q = ∆U + A Применение I-ого закона термодинамики к изопроцессам: Наименованиепроцесса Постоянныйпараметр ∆U А Формула I-ого законатермодинамики Изохорический V= const ∆U ≠0 А=0 Q = ∆U Изобарический p= const ∆U ≠0 А≠0 Q = ∆U + А Изотермический T= const ∆U =0 А≠0 Q = А Второй закон термодинамики (указывает направление процессов в природе) Немецкий ученый Р.Клаузиус: (1822-1888) невозможно перевести теплоту от более холодной системы к более горячей при отсутствии других изменений в окружающих телах. 5. Тепловые двигатели (это устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую). Нагреватель Т1 теплота Q1 Рабочее тело теплота Q2 Холодильник Т2 работа А А = Q1 – Q2К.П.Д. двигателя: η = A/Q1η =(Q1 – Q2) / Q1 = 1 – Q2 /Q1η = (Q1 – Q2) / Q1η < 1 - всегда!!!ηmax = (T1 – T2) / T1


Министерство образования и науки Челябинской области
ГБПОУ «Первомайский техникум
промышленности строительных материалов»
МЕТОДИЧЕСКАЯ
РАЗРАБОТКА
открытого урока
по дисциплине
«ФИЗИКА»
по теме:
«ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ»
2016
Составил:
Преподаватель
______________ Подшивалова Е.Н.
Рассмотрено на заседании
комиссии ОО и ОПД
протокол № ______ от « ___» ____________ 20__ г.
Председатель комиссии
______________ Подшивалова Е.Н.
Согласовано:
Методист _____________ Мартюшова М.В.
«____» ______________20__ г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Методическая цель: использование информационных технологий при изучении нового материала как средства повышения качества подготовки студентов в процессе обучения.
При всем разнообразии форм и методов проведения занятий отдельные, даже очень хорошо подготовленные и проведенные уроки не позволяют достичь каких-нибудь существенных результатов. Гарантировать качество преподавания может лишь система занятий, построенная определенным образом.
В течение последних десяти лет на занятиях по дисциплине «Физика» новый материал темы рассматривается как единый логический блок, который потом прорабатывается на отдельных уроках. Такая «блочная система» облегчает создание целостного представления у студента об изучаемом материале, позволяет высвободить время на отработку знаний и умений, создает возможность маневрирования рабочим временем, создает условия для групповой работы в группе. Практика показала, что изучение материала по блокам, которые объединяют несколько логически связанных вопросов и рассчитаны на 7 – 10 часов, позволяет, во-первых, воспринять как единую картину изучаемого явления; во-вторых, хорошо понять, усвоить и закрепить входящие в блок вопросы; в-третьих, осознать связи между ними, проявляющиеся при анализе материала с разных точек зрения.
При создании структуры изучения студентами дисциплины учитываются главные цели и задачи обучения, организация обучения, методика проведения отдельных занятий, способы определения качества получаемых студентами знаний.
Первоначальное ознакомление с конкретной темой данного раздела происходит на занятии, которое проводится как обзорная лекция.
На всех последующих после обзорной лекции занятиях тема опять рассматривается в целом, но от занятия к занятию все более углубленно. В результате студенты многократно возвращаются к изучаемому материалу, однако подходят к нему каждый раз по-новому и глубже. Такая структура изучения материала позволяет повысить качество подготовки студентов, их заинтересованность в получении хороших результатов при выполнении расчетных практических работ.
В настоящее время изложение нового материала сопровождается демонстрацией слайдов с использованием мультимедийного проектора. Весь теоретический материал записывается в виде опорного конспекта.
Положительным моментом является использование на уроках физики образовательных мультимедийных продуктов компании «Кирилл и Мефодий», которые представляют собой новый подход к получению знаний.
Динамичная и увлекательная подача материала делает процесс обучения интересным и более продуктивным.
Оценочная система помогает проследить динамику успеваемости, правильно скорректировать процесс обучения.
ПЛАН ЗАНЯТИЯ
Тема: Основы термодинамики
Тип занятия: изучение нового материала
Вид занятия: обзорная лекция
Уровень усвоения учебной информации: 2 .
Цели занятия:
обучающие:
- ознакомить студентов с законами термодинамики;
- дать представление об устройстве тепловых двигателей;
-дать понятие внутренней энергии идеального газа; теплообмена;
развивающие:
- развивать умения сопоставлять, сравнивать, обобщать, делать выводы;
- формировать умения выводить уравнения, определять параметры, входящие в их состав;
- прививать навыков работы с компьютерной техникой;
воспитательная:
- воспитывать коммуникабельности, доброжелательности, умения слушать и слышать друг друга.
По итогам занятия студент должен:
иметь представление о первом и втором законах термодинамики;
знать понятие внутренней энергии идеального газа; методику определения параметров, входящих в уравнения;
Этапы занятия
Время,
мин Методы обучения, методические приемы
1. Организационный момент 1.1 Приветствие. 5 мин Информационный
1.2 Отметка отсутствующих. 1.3 Постановка целей и задач. 2. Повторение материала 15 мин. 2.1. Составление формул
2.2. Фронтальный опрос
2.3. Карточки контроля
3. Изложение нового материала 40 мин. 3.1. Изучение материала по электрон- Частично-поисковый
ному учебнику 1.Внутренняя энергии газа 2. Работа газа 3. Виды теплообмена. 4. Законы термодинамики 5.Тепловые двигатели 3.2. Обзорная лекция (по опорномуИнформационный
конспекту) 4. Закрепление знаний 25 мин. 4.1.С использование тренажера по ходу Фронтальный опрос
изложения 4.2.Выходной контроль знаний Карточки контроля
5. Подведение итогов. 5 мин. Обсуждение
Домашнее задание 5.1 Проверка результатов работы. 5.2 Подведение итогов занятия. 5.3. Домашнее задание Объяснение
Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, программное обеспечение
Междисциплинарные связи: информатика, математика, химия, термодинамика
Преподаватель:

Карточка входного контроля знаний
1 вариант
Установите соответствие:
ВОПРОС:
1.Основное уравнение М.К.Т.
2.Уравнение Менделеева-Клапейрона3. Идеальный газ – это ….
4. Изобарический процесс – это процесс..
5. Математическое выражение О.Г.З. для изотермического процесса
6. Связь между кинетической энергией и температурой
7. Универсальная газовая постоянная
8. Математическое выражение О.Г.З. для изохорического процесса
9. Постоянная Больцмана
10. Математическое выражение О.Г.З. для изобарического процесса
________________________________
Ответы: 1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 –
9 –
10 -

ОТВЕТ:
1. k = 1,38∙10 -23 Дж/К 2. p1/p2 = V2 /V1
3. R = 8,31 Дж/(моль∙К)
4. p = 23 n0 En
5. …газ, в котором можно пренебречь взаимодействием между молекулами
6. pV = (m/µ)RT
7. p1/p2 = T1 /T2
8.… процесс в газе, который протекает при постоянной массе газа и неизменном давлении
9. V1 /V2 = T1 /T2
10. Е = 32 kTФамилия и имя
студента: ________________________
Группа: ________________________
Оценка:
Карточка входного контроля знаний
2 вариант
Установите соответствие:
ВОПРОС
1. Математическое выражение О.Г.З. для изобарического процесса
2. Математическое выражение О.Г.З. для изохорического процесса
3. Связь между кинетической энергией и температурой
4. Изобарический процесс – это процесс..
5.Уравнение Менделеева-Клапейрона6. Постоянная Больцмана
7. Универсальная газовая постоянная
8. Математическое выражение О.Г.З. для изотермического процесса
9. Идеальный газ – это ….
10.Основное уравнение М.К.Т.
________________________________
Ответы:
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 –
10 -


ОТВЕТ
k = 1,38∙10 -23 Дж/К
p1/p2 = V2 /V1
R = 8,31 Дж/(моль∙К)
p = 23 n0 En
…газ, в котором можно пренебречь взаимодействием между молекулами
pV = (m/µ)RT
p1/p2 = T1 /T2
… процесс в газе, который протекает при постоянной массе газа и неизменном давлении
V1 /V2 = T1 /T2
E = 32 kT
______________________________
Фамилия и имя
студента: ________________________
Группа: ________________________
ОЦЕНКА:
Карточка входного контроля знаний
3 вариант
Установите соответствие:
ВОПРОС
1. Изобарический процесс – это …
2. Математическое выражение О.Г.З. для изохорического процесса
3. Связь между кинетической энергией и температурой
4.Изохорический процесс – это процесс...
5.Уравнение Менделеева-Клапейрона6. Постоянная Больцмана
7. Универсальная газовая постоянная
8. Математическое выражение О.Г.З. для изотермического процесса
9. Идеальный газ – это ….
10.Основное уравнение М.К.Т.
________________________________
Ответы:
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -


ОТВЕТ
R = 8,31 Дж/(моль∙К)
p1/p2 = V2 /V1
p1/p2 = T1 /T2
E = 32 kT
…газ, в котором можно пренебречь взаимодействием между молекулами
… процесс в газе, который протекает при постоянной массе и неизменном объеме газа
p = 23 n0 En
… процесс в газе, который протекает при постоянной массе газа и неизменном давлении
pV = (m/µ)RT
k = 1,38∙10 -23 Дж/К
______________________________
Фамилия и имя
студента: ________________________
Группа: ________________________
ОЦЕНКА:
Карточка входного контроля знаний
4 вариант
Установите соответствие:
ВОПРОС
1.Постоянная Больцмана
2. Уравнение Менделеева-Клапейрона3.Изотермический процесс–это процесс...
4. Универсальная газовая постоянная
5. Связь между кинетической энергией и температурой
6. Идеальный газ – это ….
7. Математическое выражение О.Г.З. для изотермического процесса
8. Математическое выражение О.Г.З. для изохорического процесса
9.Основное уравнение М.К.Т.
10. Математическое выражение О.Г.З. для изобарического процесса
________________________________
Ответы:
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -

ОТВЕТ
k = 1,38∙10 -23 Дж/К
p1/p2 = V2 /V1
R = 8,31 Дж/(моль∙К)
p = 23 n0 En
…газ, в котором можно пренебречь взаимодействием между молекулами
pV = (m/µ)RT
p1/p2 = T1 /T2
… процесс в газе, который протекает при постоянной массе газа и неизменной температуре
V1 /V2 = T1 /T2
E = 32 kT
Фамилия и имя
студента: ________________________
Группа: ________________________
ОЦЕНКА
Ответы на вопросы входного контроля:
№ варианта
№ вопроса I II III IV
1 4 9 8 1
2 6 7 3 6
3 5 10 4 8
4 8 8 6 3
5 2 6 9 10
6 10 1 10 5
7 3 3 1 2
8 7 2 2 7
9 1 5 5 4
10 9 4 7 9
Ответы на вопросы выходного контроля
№ варианта
№ вопроса I
1 2
2 2
3 1
4 3
5 1
ХОД УРОКА
Организационный момент.
Цель: постановка проблемы и пути ее решения.
Добрый день!
Ребята! Назовите, пожалуйста, несколько фамилий известных физиков.
Каждый из них сделал много для развития физики. Но это ничтожно мало по сравнению с теми загадками и тайнами, которые еще скрывает от нас природа, и которые, может быть, покорятся нам в будущем.
Здесь уместно будет привести слова одного датского поэта:
«Совершенно непонятно,
почему вода течет сверху вниз,
а не обратно, так, а не на оборот.
Совершенно непонятно,
почему трава растет снизу вверх,
а не обратно, так, а не наоборот.
Совершенно непонятно,
Что такое свет и день.
В общем, есть над чем подумать,
Если думать вам не лень».
Сегодня на занятии у вас не будет времени на лень, потому что вам предстоит думать, анализировать, предсказывать зависимости между термометрическими параметрами.
Изучив тему «Основы молекулярной физики», мы переходим к изучению следующей темы, в процессе чего вы познакомитесь с новыми законами, попробуете применить новый закон к изопроцессам, продолжите закреплять навыки решения задач.
Работа предстоит большая, но уверена, ВЫ – справитесь со всеми трудностями, а итогом вашей работы будет у каждого свой К.П.Д.
Чтобы легко работалось на уроке, начнем его с разминки.
Повторение пройденного материала.
Цель: проверка основных формул, понятий, знания физических констант.
Задание – составить формулы из предложенных к вниманию карточек.
(карточки закреплены на учебной доске с помощью магнитов)
2.2 Фронтальный опрос:
- какой газ называется идеальным?
- чему равна молярная газовая постоянная?
- какая энергия называется кинетической?
- что характеризует потенциальная энергия?
- чему равна постоянная Больцмана?
Контроль знаний студентов по карточкам (4 варианта по 10 заданий).
По итогам работы с карточками студенты получают первую оценку, которая заносится в ведомость.

Изложение нового материала
Цель: первоначальное ознакомление с конкретной темой данного раздела
3.1. Ключевыми словами при изучении новой темы будут следующие:
- количество теплоты;
- внутренняя энергия;
- работа.
Термодинамика – это раздел физики, который изучает тепловые процессы.
Далее показать кадры из электронных уроков Кирилла и Мефодия:
- кадр 2 урока № 12.
- кадр 3.
Важную роль при исследовании тепловых явлений играет понятие внутренней энергии.
- кадр 5.
Какими способами можно изменить внутреннюю энергию?
Предлагаю Вам провести два небольших эксперимента:
- потереть друг о дружку ладошки;
- нагреть над пламенем свечи металлическую спицу.
Таким образом, мы получили ответ на поставленный вопрос. Правильный ли ответ?
- кадр 6 (работа совершается за счет внутренней энергии).
- кадр 7 (I закон термодинамики).
С помощью тренажера (кадр ) проверим, как Вы усвоили новый материал.
Количество теплоты - … количественная характеристика изменения внутренней энергии системы путем теплообмена.
Внутренняя энергия -… энергия, зависящая только от внутреннего состояния системы.
800 Дж.
3.2. Применение I начала термодинамики к изопроцессам.
Посмотрим, какие энергетические преобразования происходят в различных изопроцессах, как определить работу газа при расширении.
- кадр 8 (урок № 13) – о работе газа.
- кадр 10.
- кадр 11.
- кадр 12.
Тренажер:
Изохорный процесс – А=0.
Адиабатный процесс – Q=0.
Что же определят II закон термодинамики?
- кадр 2 (урок № 14) – математический маятник.
- кадр 4 – II закон термодинамики.
- кадр 6 – тепловой двигатель.
- кадр 7 – К.П.Д. теплового двигателя.
- кадр 9 - К.П.Д. идеального теплового двигателя.
- кадр 11 – тепловая энергетика и окружающая среда.
Тренажер (кадр 13): 1 и 3 вопрос.
Закрепление нового материала:
Цель: коррекция умений учащихся
- устно (обсуждение блока лекции);
- письменно (решение задач – 1 вариант из 5 вопросов).
Карточка выходного контроля знаний
1. Газ в сосуде расширился, совершив работу 20 Дж. Внутренняя энергия при этом увеличилась на 30 Дж.
Газ получил количество теплоты, равное 10 Дж
Газ получил количество теплоты, равное 50 Дж
Газ отдал количество теплоты, равное 10 Дж
Газ отдал количество теплоты, равное 50 Дж
2. В тепловом двигателе за полный цикл газ получил 500 Дж тепла и отдал 300 Дж тепла. Определите работу, совершенную газом.
800Дж
200 Дж
– 200 Дж
Для ответа не хватает данных
3. В каком состоянии объем газа больше?
В первом.
Во втором 2
Одинакова
Недостаточно данных

4. Какую работу совершает газ, при переходе из первого состояния во второе?

1. 24∙103 Дж
2. 8∙103 Дж
3. -8∙103 Дж
4. -8∙10-3 Дж
5. Водород массой 2 г изохорно нагрели от 300 К до 500 К. Определить работу, совершенную газом.
1. 0 Дж
2. 1662 Дж
3. -1662 Дж
4. 4 Дж
5.
Подведение итогов.
Заполнив таблицу, получаем следующие результаты работы на занятии:
……………………………….
……………………………….
- анализ результатов
Домашнее задание
Цель: используя справочные данные, дайте оценку термодинамическим параметрам человека.
Тепловые параметры человека:
1. нормальная температура тела 36,70С;2. температура отдельных участков тела:
лба – 33,40С;
ладони рук  – 32,80С;
подошвы ног  – 30,20С;
3. температура замерзания (плавления) крови от – 0,560 до – 0,580С; 4. удельная теплоемкость крови  – 3900Дж/(кг К);5. масса воды, испаряющаяся с поверхности кожи и легких в сутки 0,8 – 2 кг;6. наиболее благоприятная для жизни человека относительная влажность 40% – 60%

Приложенные файлы

  • ppt presentation
    Основы термодинамики.
    Размер файла: 622 kB Загрузок: 2
  • docx rabota
    Методическая разработка по физике.
    Размер файла: 75 kB Загрузок: 2