Практикум із розв’язування задач. Основи термодинаміки.

Тема: Практикум із розв’язування задач. Основи термодинаміки.

Мета: 

•      узагальнити та систематизувати знання учнів з теми «Основи термодинаміки»; удосконалити вміння учнів розв’язувати задачі;  

•      розвивати аналітичне мислення;

•      продовжити формувати математичні компетентності учнів;   формувати уміння вчитися впродовж життя.

Тип уроку: удосконалення навичок розв’язання задач. Обладнання та наочність:  збірник задач.

Хід уроку І. Організаційний етап

Привітання учнів. Перевірити готовність учнів до уроку.  ІІ. Актуалізація опорних знань та вмінь

Міні – тест 1. Робочим тілом у теплових двигунах є:

А. охолоджене повітря;    Б. охолоджена пара; 

В. нагріте повітря;             Г. нагріта пара або газ.

2.     Виберіть спробу збільшення ККД ідеального теплового двигуна.

А. збільшити температуру охолоджувача;

Б. зменшити температуру нагрівача;

В. збільшити температуру нагрівача і зменшити температуру охолоджувача;

Г. зменшити температуру охолоджувача.

3.     Вкажіть процеси, з яких складається цикл Карно:

А. 2 ізобари, 2 ізохори;   Б. 2 ізобари, 2 ізотерми; В. 2 ізохори, 2 ізотерми; Г. 2 ізотерми, 2 адіабати.

4.     Теплова машина одержала від нагрівника кількість теплоти  600кДж, а передала охолоджувачу 480кДж. ККД теплової машини становить: А. 20%,  Б. 18%,  В. 16%,  Г. 14%.

5.     Визначте ККД теплової машини, якщо температура нагрівника 400К, а  температура охолоджувача 280К. А. 43%, Б. 39%, В. 34%,  Г. 30%.

6.     Чи може ККД теплового двигуна становити 100% і за яких умов?

А. може, якщо тертя в деталях звести до нуля;

Б. не може, оскільки неможливо досягти абсолютного нуля температур;

В. може, якщо процес адіабатний;

Г. не може, оскільки це б суперечило законам термодинаміки.

7.     Які види теплових машин дозволяють передавати тепло від менш нагрітого тіла до більш нагрітого?

А. парові машини;          Б. двигуни внутрішнього згоряння;

В. холодильні машини;  Г. газові та парові турбіни.

8.     Укажіть принципову відмінність в роботі холодильної машини і теплового двигуна.

А. робота виконується не робочим тілом холодильної машини, а над ним.

Б. температура нагрівника холодильної машини нижча, ніж нагрівника теплового двигуна.

В. температура нагрівника холодильної машини вища, ніж у теплового двигуна.

Г. ККД холодильної машини більший, ніж теплового двигуна.

9.     Оборотний процес – це процес, який у зворотному напрямку відбувається:

А. лише як частина іншого процесу;

Б. без теплообміну з навколишнім середовищем;

В. дуже швидко;  Г. дуже повільно. Ключ: 1Г, 2В, 3Г, 4А, 5Г, 6Б, 7В, 8А, 9А.

ІІІ. Розв’язування задач

Розв’язування задач (для групи перукарів):

1.      Перед виконанням кріомасажу рідкий азот нагріли на 85 К. Знайдіть роботу виконану рідким азотом; кількість теплоти та зміну внутрішньої енергії, якщо його маса рівна 0,5 кг.

Дано:                                                        Розв’язання:

^{∆Т = 95К}    М = 14·10^-3кг/моль; R = 8,31 m = 0,5кг                 

А=RТ=28194,6 Дж; Q = сmТ=47500 Дж,

с = 1000                     ^М

 Відповідь: U=Q–А=4750028194,6 – 28194,6 =Дж; 47500Дж; 19305,4Дж 19305,4 Дж .  А- ? Q - ? ∆U - ?

2.      Яка кількість теплоти виділяється при стрижці вогнем, якщо маса використаного спирту рівна 250 г?

Дано:          Розв’язання: m = 0,25кг           Q = m·q = 0,25·29·10⁶ = 7,25·10⁶Дж = 7,25МДж.

q = 29· 10            

 Відповідь: 7,25МДж.

  Q - ? 

3.                  Як змінюється внутрішня енергія волосся під час гарячої завивки?

Відповідь: внутрішня енергія волосся змінюється за рахунок кількості теплоти, яку воно отримує від гарячих щипців, або термобігуді, або праски для волосся. Внутрішня енергія також змінюється за рахунок роботи яку виконують гарячі щипці (термобігуді, праски для волосся).

4.                  Скільки енергії отримує перукар  за день, якщо він випиває 5 чашок кави по 150г кожна?

Дано:          Розв’язання: m = 0,15кг           Q = nсm·( t₂ – t₁) = 5·4200·0,15·(100°С – 25°С) =236250Дж . св                t₁ = 25°С    Відповідь: 236250Дж.

t₂ = 100°С n = 5   Q - ? 

5.                  Яке явище покладено в основу роботи термобігуді?

Відповідь: термобігуді складаються з пластмаси та парафіну. Пластмаса стійка до високої температури і не розплавляється при нагріванні, а парафін плавиться вже при температурі 45°С, що і дозволяє бігуді нагрітися за лічені хвилини. Своє тепло парафін передає пластмасі, і разом вони утримують його довго.

ІV. Підведення підсумків уроку

Учитель підбиває підсумок уроку і оцінює роботу учнів на уроці.

V. Домашнє завдання Повторити §§ 21 – 26 .