Первый закон термодинамики

План-конспект урока

Тема урока: «Первый закон термодинамики»

Учитель: Фролов Юрий Викторович

Класс: 10

Тип урока: комбинированный

Цель урока: сформулировать первый закон термодинамики; рассмотреть следствия, вытекающие из него.

Задачи урока:

1. Образовательная - сформулировать первый закон термодинамики; рассмотреть следствия, вытекающие из него.

2. Развивающая – развитие способов мыслительной деятельности (анализ, сравнение, обобщение), развитие речи (владение физическими понятиями, терминами), развитие познавательного интереса учащихся.

3. Воспитательная – формирование научного мировоззрения, воспитание устойчивого интереса к предмету, положительного отношения к знаниям.

Организационные формы и методы обучения:

• Традиционные – беседа на вводном этапе урока

• Проблемные – изучение нового учебного материала путем постановочных вопросов

Средства обучения:

• Инновационные – компьютер, мультимедийный проектор

• Печатные – тестовые задания

Ход урока:

1. Организационный момент

2. Актуализация опорных знаний:

Учитель: Какими способами можно изменить внутреннюю энергию системы?

Ученик: за счет совершения работы, либо за счет теплообмена с окружающими телами

Учитель: Как находится работа газа и работа внутренних сил над газом при постоянном давлении?

Ученик: А г = -А внеш= р ΔV

Учитель: 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?

Ученик: Муки- совершением работы, хлеба- за счет теплообмена

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

Ученик: теплообмен и совершение работы.

1. Изложение нового материала:

Учитель: Может ли механическая энергия пропасть бесследно?

Ученик: Нет, согласно закону сохранения энергии.

Учитель: Приведите примеры

Ученики: Разогревается кусок свинца под ударами молотка, нагревается холодная чайная ложка, опущенная в горячий чай.

Учитель: на основании чего был выведен закон сохранения энергии?

Ученик: На основании наблюдений и обобщений опытных фактов был сформулирован закон сохранения энергии.

Учитель: сформулируйте закон сохранения энергии.

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

Учитель: Закон был открыт в середине ХIX века немецким ученым Р. Майером, английским ученым Д.Джоулем. Точную формулировку закона дал немецкий ученый Г.Гельмгольц.

Как можно изменить внутреннюю энергию системы тел?

Ученик: внутреннюю энергию системы можно изменить либо за счет работы, либо за счет теплообмена с окружающими телами.

Учитель: А как изменяется внутренняя энергия системы в общем случае?

Изменения внутренней энергии:

ΔU

A Q

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

Первый закон термодинамики:

Количество теплоты, переданное системе идет на изменение внутренней энергии и на совершение работы самим газом.

Основные следствия из первого закона термодинамики:

1. Система изолирована ( А= О, Q=0)

Тогда Δu = u2-u1=0, или u1=u2 - Внутренняя энергия изолированной системы остается неизменной

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

Q = ΔU + Aгаза, Q=0,

Агаза= - ΔU. Исчерпав запас энергии двигатель перестанет работать.

3.Применение первого закона термодинамики к различным изопроцессам.

Работа в группах:

Первый закон термодинамики можно записать намного проще применительно к конкретным изопроцессам. Давайте их вспомним (изотермический, изобарный, изохорный). Перед вами на столах лежит таблица вам нужно будет быстро ее заполнить. Для удобства однотипные понятия напечатаны на бумаге одного цвета. Листочки приклеиваем прямо в таблицу. Для заполнения последнего столбика вам нужно прочитать параграф 78.

После выполнения работы в группах идет проверка у доски.

Адиабатный процесс- группе, которая раньше закончила работу с таблицей.

1. Закрепление

1. Газ совершил работу 3∙10 ⁹ Дж при передаче ему 8∙10 ⁹ Дж теплоты. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Что произошло с газом: нагрелся он или охладился?

1. Авнеш Агаза

Q

ΔU-? Q Q ΔU-?

1 2

На рис. 1 и 2 стрелками показано: получает система тепло или отдает; совeршает газ работу или над газом совершается работа. Используется I закона термодинамики, запишите формулу для расчета изменения внутренней энергии для указанных случаев.

1. Рефлексия

- Кому понравился урок, чем?

- Кому не понравился урок, в чем?

6. Домашнее задание: § 78, упр. А1,А2

7. Подведение итога