Урок з фізики у 10 класі на тему "Розв'язування задач на змінення внутрішньої енергії в процесі теплопередачі"

Розв'язування задач на змінення внутрішньої енергії в процесі теплопередачі

Мета уроку: навчальна: систематизувати й узагальнити знання щодо внутрішньої енергії та способів її змінення;  формувати вміння й навички розв’язування задач на обчислення внутрішньої енергії одноатомного газу та використання рівняння теплового балансу;

розвивальна: розвивати логічне мислення й пам'ять учнів, уміння пояснювати і аналізувати фізичні явища;

виховна: виховувати самостійність та наполегливість у навчанні, уважність,  працелюбність, акуратність у записах;

формування компетентностей: комунікативної, ключових (математична грамотність, компетентність в природничих науках і технологіях), соціальної та громадської (активно працювати в групах, приймати виважені рішення, які сприятимуть розв’язанню досліджуваної проблеми чи завдання, вміння навчатися впродовж життя), ініціативності та підприємливості (застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо  винахідницької діяльності, для вирішення життєвих проблем, пов’язаних із матеріальними й енергетичними ресурсами).

Тип уроку: комбінований.

Очікувані результати: учні повинні  знати способи зміни внутрішньої енергії тіла, розуміти сутність статистичного і термодинамічного підходів до пояснення теплових явищ, термодинамічної рівноваги, здатні пояснити природу теплових явищ, застосовувати набуті знання при розв’язуванні задач на визначення кількості теплоти за зміною температури, на обчислення внутрішньої енергії одноатомного газу та використання рівняння теплового балансу.

Структура уроку

1.Організаційна частина.

2.Актуалізація опорних знань. Гра «Ромашка»

3.Формування вмінь і навичок розв’язання задач. Гра «Морський бій»

4.Підсумок уроку.

5.Домашнє завдання.

Хід уроку

І. Організаційний момент

Доброго дня, діти! Сядьте рівно й правильно, бо від того, як ви будете сидіти, залежить ваше здоров’я.

Ми з вами вивчили, що таке внутрішня енергія, способи зміни внутрішньої енергії, теплопередача, в яких одиницях вони вимірюються. На цьому уроці ми, застосовуючи набуті знання, будемо розв’язувати задачі на зміну внутрішньої енергії в процесі теплопередачі.

Отже, тема уроку «Розв’язування задач на змінення внутрішньої енергії в процесі теплопередачі».

(Кожен з вас може отримати оцінку. Для цього в продовж уроку ви будете заповнювати картку свого успіху, в яку будете ставити бали)

Для цього пригадаємо матеріал, який ми вивчили на попередніх уроках.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Гра «Ромашка» (на зворотному боці пелюсток запитання, за кожну правильну відповідь учень отримує 0,5 бали)

1.Записати формулу кількості теплоти, що виділяється в результаті згорання палива. ()

2.Назвати одиницю вимірювання питомої теплоємності речовини. (^Дж/_кг⁰_С)

3.Назвати способи зміни внутрішньої енергії. (робота, теплопередача)

4.Назвати фізичні величини, що входять у формулу ()

5.Що називають внутрішньою енергією? (сума кінетичної енергії хаотичного руху молекул і потенціальної енергії  взаємодії молекул одна з одною)

6.Яка фізична величина позначається ? (питома теплота плавлення)

7.Записати формулу внутрішньої енергії однотомного газу. ()

8.Якою літерою позначається питома теплота пароутворення? ()

9.Записати формулу кількості теплоти необхідної для плавлення речовини? ()

10.Що називають конвекцією? (теплопередача струменями рідини або газу)

11.Назвати одиницю вимірювання внутрішньої енергії?

12.Що таке плавлення? (перехід з твердого стану в рідкий)

ІІІ. Формування вмінь і навичок розв’язання задач

Гра «Морський бій» (Гравці кожного варіанта по черзі називають координату пострілу. Якщо гравець влучає в корабель, йому автоматично зараховується 1 бал, а той хто стріляв, має право на наступний постріл, якщо гравець влучає в міну – віднімається 1 бал і право пострілу передається іншому варіанту, якщо у воду – гравець відповідає на запитання. За правильну самостійну відповідь – 3 бали, якщо гравець відповіді не знає, то її обговорює команда і за правильну відповідь отримує 1 бал. Якщо відповідь неправильна, запитання переадресовується команді-суперниці. Перемагає команда, що набрала найбільшу кількість балів)

Т1 Скільки теплоти виділиться при конденсації 0,2 кг водяної пари, яка має температуру  100^оС і при охолодженні одержаної з неї води до 20^оС?

Т5  Обчисліть, яку внутрішню енергію має 500г гелію при температурі 300К. Взаємодією молекул знехтувати.

Е2 Чому великі озера рідко замерзають від берега до берега в той час, коли малі озера у таких самих місцях повністю покриваються кригою? (чим більша маса води, тим більшу кількість внутрішньої енергії має озеро. Необхідно забрати більше тепла)

Е3 У радіатор автомобіля влили 2л води при температурі 40^оС, а потім долили 4л води при температурі 85^оС. Визначити температуру суміші у стані теплової рівноваги. Втратами у навколишнє середовище нехтувати.

Е4 Внутрішня енергія деякої маси одноатомного газу при 32^○C дорівнює 1Дж. Скільки молекул міститься в цій масі газу?

Е5 Чому опіки парою при 100^○C більш небезпечні, ніж водою при 100^○C? (внутрішня енергія пари більша, ніж води. При конденсації пари виділяється більше енергії, ніж при охолодженні води на 1^○C)

Е6 Визначити внутрішню енергію 10моль одноатомного газу при температурі 27^○C.

П1 Сталеву деталь, розігріту до температури 800^оС, загартовують, опускаючи у масло при температурі 10^оС. Масло при цьому нагрівається до температури 40^оС. Визначити масу сталевої деталі, якщо при перенесенні її у масло вона схолола на 20^оС. Маса масла 2кг, його питома теплоємність 1,9 кДж/кг∙К.

П3 Який тиск одноатомного газу, що займає об’єм 2л, якщо його внутрішня енергія дорівнює 300Дж?

Л1 Скільки дров треба спалити у печі, ККД якої дорівнює 40%, щоб дістати з 200кг снігу, взятого при температурі -10^○C, воду при 20^○C?

Л2 Знайдіть температуру ідеального одноатомного газу, якщо внутрішня енергія 5моль цього газу дорівнює 20кДж.

Л4 Чому в посудині, виготовленій з пористого матеріалу, вода буде холоднішою, ніж у скляній банці, навіть якщо вони стоять в одному приміщенні? (через пори вода проходить на поверхні посудини і випаровується. Випаровування призводить до зниження температури)

Л5 У 200 г води при 20^оС поміщають 300г заліза при 10^оС і 400г міді при 25^оС. Визначити температуру теплової рівноваги.

Л6 Шматок свинцю масою 0,5кг нагріли від 25^○C до 250^○C, при цьому його внутрішня енергія збільшилася на 14,5кДж. Знайдіть питому теплоємність свинцю. (129 ^Дж/_кг⁰_С)

О3 Скільки сталі, взятої при температурі 20^○C, можна розплавити в печі, що має  ККД 50%, спаливши 2т кам’яного вугілля?

О5 Порівняйте внутрішню енергію ідеального і реального газів, взятих за однакових температур й кількості молекул. (енергія реального газу більше, оскільки молекули реального газу взаємодіють одна з одною)

IV Підсумок уроку

V Домашнє завдання Повторити § 60, виконати вправу 50 (3б, 4, 5)