Методическая разработка «Мобильные технологии, как средство формирования информационной компетентности у обучающихся на уроках физики и информатики»

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Организационный момент

Приветствует обучающихся, проверяет готовность к уроку, создает эмоциональный настрой.

Пальчиковая гимнастика.

Тайминг 1-1,5 мин

Актуализация опорных знаний:

Фронтальный опрос.

Какими способами можно изменить внутреннюю энергию системы?

Мука из-под жерновов выходит горячей. Хлеб из печи вынимают также горячим. Чем вызывается в каждом из этих случаев увеличение внутренней энергии муки и хлеба?

В медицинской практике часто используются согревающие компрессы, грелки, а также массаж. Какие способы изменения внутренней энергии при этом используются?

Проведем с вами практическую работу «Вычисление изменения внутренней энергии тела при совершении работы»

1 группа: приборы и материалы: пробирка с пробкой, стакан с водой, термометр, лист бумаги.

2 группа: покетбук с установленной программой интерактивной программы Логитек с датчиком температуры, стакан с водой, пробирка, лист бумаги.

справочный материал: таблица удельной теплоемкости веществ

Порядок работы:

Налейте в пробирку немного воды (50мл) и измерьте начальную температуру воды.

Закройте пробкой пробирку и заверните в бумагу. Энергично встряхивайте воду в течении 30-40с

откройте пробирку и снова измерьте температуру воды.

Вычислите Q

Результаты измерений и вычислений оформите в тетрадь

ответьте на вопросы

Как изменилась внутренняя энергия воды во время опыта?

Каким способом вы изменяли внутреннюю энергию воды в опыте?

Зачем пробирку необходимо было завернуть в бумагу во время опыта?

Что можно сказать о зависимости изменения внутренней энергии тела от совершенной работы?

Тайминг работы 15 мин

Мы убедились в том, что на механическая работа переходит из механической формы в другие и, в частности, во внутреннюю энергию.

Примерно то же самое происходит в морях и океанах во время сильных штормов.

Отвечают на поставленные вопросы. Слушают и запоминают.

За счет совершения работы над телом, либо за счет теплообмена с окружающими телами

Муки - совершением работы, хлеба - за счет теплообмена

Теплообмен и совершение работы.

Измерив начальную температуру воды, встряхивает воду в бутылке. Затем вновь измеряет температуру воды.

(1) Температура воды изменится на 1-2 С, внутренняя энергия увеличилось. Q = c * m *(t2-t1)

(2) Совершили работу.

(3) Чтобы тепло от рук не передавалось через стекло воде, так как стекло является хорошим проводником тепла

(4) Если над телом совершается работа, то внутренняя энергия увеличивается, если само тело совершается работа, то внутренняя энергия уменьшается

Изложение нового материала

В начале 40-х годов Майеру впервые сформулировать закон превращения и сохранения энергии в общей форме.

Выступают учащиеся по заранее заданным темам по 1 факту по теме урока. (всего 4 ученика). Тайминг работы 30с для каждого выступающего.

Известный английский физик Джеймс Прескотт Джоуль, в 1841 году после серии опытов, показал, что совершённая при перемешивании воды механическая работа практически равна увеличению её внутренней энергии.

Опираясь на работы Джоуля и Майера, а также других известных на то время научных данных, немецкий физик Герман Гельмгольц в 1847 году сформулировал закон превращения и сохранения энергии как всеобщий закон природы.

Сформулируйте закон сохранения энергии

В современной формулировке он звучит так: при любых взаимодействиях материальных объектов энергия не исчезает и не возникает из ничего, она только передаётся от одних объектов к другим или превращается из одной формы в другую.

Термодинамическая система —

любое конечных размеров неподвижное макротело или совокупность неподвижных макротел относительно выбранной ИСО

Изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе из одного состояния в другое равно работе, совершённой внешними силами, и количеству теплоты, переданному термодинамической системе в процессе теплообмена.

Для каждой изолированной термодинамической системы существует состояние термодинамического равновесия, в которое она переходит самопроизвольно.

Изолированная система —

система, которая не обменивается с внешней средой ни энергией, ни веществом.

Количество теплоты, сообщённое термодинамической системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение работы системой против внешних сил.

Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую.

Изменения внутренней энергии:

Закон термодинамики формулируется именно для общего случая:

ΔU = Aвнеш + Q

Первый закон термодинамики:

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

Так как

А газа = - А внеш, то

Q = ΔU + Aгаза

Количество теплоты, переданное газу, равно сумме изменения внутренней энергии газа и работы, совершенной газом. Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии и на совершение работы самим газом.

Невозможно создание вечного двигателя первого рода,

т. е. устройства, способного бесконечно совершать работу без теплопередачи от внешних тел.

Работа в группах

Работу построим следующим образом: разделимся на 4 группы. Первый закон термодинамики можно записать намного проще применительно к конкретным изопроцессам. Давайте их вспомним.

Каждая группа изучает один из процессов и рассматривает закон термодинамики применимое к этому процессу.

Перед вами на столах лежит таблица (см.таблицу 1) вам нужно будет ее заполнить. Но сначала необходимо определить какой процесс предстоит изучить в группе. Используя покетбук откройте рабочем столе папку ИЗОПРОЦЕССЫ найдите нужный файл по номеру группы и заполните таблицу. Для заполнения последнего столбика вам нужно прочитать п.31-32.

1 Группа – изохорный

2 Группа – изотермический

3 Группа – изобарный

4 Группа – адиабатный

в каждой группе все работаем в паре с соседом, заполняем одну таблицу. Далее сводим все в одну единую таблицу и проверим результаты. Тайминг 12 мин

Фрагмент таблицы

После выполнения работы в группах идет проверка у доски. Обобщаем работу каждой группы по применению первого закона термодинамики для различных процессов.

Работа с таблицей

Изотермический, изохорный, изобарный, адиабатический процессы

работают на с покетбук, открывают указанную папку с файлом и заполняют таблицу, после просмотра анимации.

Закрепление

Решим задачу:

Задача 0. Для того чтобы в теплоизолированном цилиндре компрессора сжать 1 моля идеального одноатомного газа совершают 500Дж работы. Определите изменение температуры газа за один ход поршня.

Дополнительная задача

Тайминг 4 мин

Решение задач. Запись решения в тетрадь.

Основные следствия из первого закона термодинамики:

Система изолирована (А= О, Q=0)

Тогда ΔU = U2-U1=0,

или

U1=U2 - внутренняя энергия изолированной системы остается неизменной

Невозможность создания вечного двигателя – устройства, способного совершать работу без затрат топлива.

Q = ΔU + Aгаза, Q=0,

Агаза= - ΔU.

Исчерпав запас энергии двигатель перестанет работать.

Вечного двигателя первого рода, то есть устройства, способного бесконечно совершать работу без теплопередачи от внешних тел.

3. Применение первого закона термодинамики к различным изопроцессам.

Рефлексия

Открываем папку изопроцессы, открываем файл КВИЗ

https://quizizz.com/join?gc=26795655

Тайминг 5 мин

Выполняют задание квиз по ссылке.

Домашнее задание: § 31-32 прочитать, с.59 №22-24

Записывают домашнее задание

Подведение итога

Обсуждение того, что узнали, и того, как работали – т. е. каждый оценивает свой вклад в достижение поставленных в начале урока целей, свою активность, эффективность работы класса, увлекательность и полезность выбранных форм работы. https://forms.gle/5Uk2b3Pa1Gnt6pi86

Тайминг 1 мин