Презентация на тему: Рабочая программа по термодинамике

ГОУ ДПО НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КАФЕДРА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ МЕТОДИЧЕСКОЙ РАЗРАБОТКИ РАЗДЕЛА ПРОГРАММЫ ПО ФИЗИКЕ «МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА» 10 КЛАСС Выполнила учитель МОУ лицей №180 Ленинского района г. Нижнего Новгорода Новожилова Лидия Александровна 900igr.net

НОВОЖИЛОВА ЛИДИЯ АЛЕКСАНДРОВНА Учитель физики. Высшее образование- Нижегородский педагогический институт. Общий педагогический стаж работы 31 год. Учитель физики МОУ лицея № 180 с 1981 года. Учитель высшей категории с 1996 года. Грамота Министерства образования Нижегородской области. Классный руководитель 8В класса

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Содержание методической разработки по теме «Молекулярная физика и термодинамика» обусловлена задачами развития, обучения и воспитания учащихся , заданными социальными требованиями к уровню развития их личностных и познавательных качеств, предметным содержанием обучения и психологическими возрастными особенностями обучаемых. Физика, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире, системообразующий для естественнонаучных учебных предметов. Систематический анализ условий и границ применимости физических законов, ставят своей целью глубокое понимание основных законов природы и научных методов познания. Выполнение лабораторных работ и работ физического практикума, решения задач, проведение экскурсий и астрономических наблюдений значительно превышает долю учебного времени, отведенного на эти формы занятий программой основного курса.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ Содержание данной разработки обусловлено задачами развития, обучения и воспитания учащихся , заданными социальными требованиями к уровню развития их личности. Цели и образовательные задачи результаты представлены на наскольких уровнях – личностном, метапредметном и предметном мира, основных физических законах и способах их использования в практической жизни. Формирование представлений о физической картине мира. Формирование круга познавательных интересов, подготовка к объективным и субъективно осознанному выбору пути в соответствии с собственными интересами. Выработка навыков воспринимать, анализировать и предъявлять информацию в соответствии с поставленными задачами. Формирование ценностного отношения к изучаемым на уроках физики объектам и осваиваемым видам деятельности Использование накопленного человечеством опыта в познании мира, формирование современных представлений об окружающем мире, осуществлять физические опыты для проверки следствий физических теорий

ПСИХОЛОГО – ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПЕЦИФИКИ ВОСПРИЯТИЯ И ОСВОЕНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА УЧАЩИМИСЯ В СООТВЕТСТВИИ С ВОЗРАСТНЫМИ ОСОБЕННОСТЯМИ В современном мире, когда ежегодно обновляется и теоретические и прикладные знания по различным наукам и в первую очередь в области физики и техники особенно важно развивать познавательную деятельность учащихся, формировать интерес к процессу познания. К способам поиска успеха, усвоения и переработки, а также применение информации. Изучение любой темы необходимо проводить с учетом возрастных особенностей учащихся, уровня их развития, профиля обучения, наличия оборудования, умения применять новые современные образовательные технологии как учителем, так и учащимися. Важно использовать методологический подход к обучению и усвоению знаний, позволяющий учесть составляющие: Дидактическая, связанная с постановкой конкретной цели изучения содержания предмета . Психологическая, обеспечивает максимальную эффективность усвоения учащимися конкретного материала, чему способствуют ощущения, восприятие, память, мышление, умение концентрировать воображение и внимание. Методологическая составляющая дает возможность использовать и развивать психическую функцию личности для достижения успеха Различные составляющие методологического подхода позволяют выстраивать систему действия учителя физики по созданию технологии обучения и усвоения знаний на любом уроке

ОЖИДАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ОСВОЕНИЯ РАЗДЕЛА ПРОГРАММЫ -молекулярно-кинетическая трактовка понятия внутрненней энергии, функции термодинамических параметров; -геометрическое истолкование и знак работы ТД системы; -способы изменения внутренней энергии; -умение формулировать первый закон ТД, применять его при определении макроскопических параметров системы; -умение практического применения первого закона ТД, обобщение способов деятельности ; -умение оценивать объекты окружающей действительности с позиции изученного закона и его значимости с определенных позиций, находить применение обратимости и необратимости тепловых процессов; -способность к творческому решению учебных и практических задач;

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДОСТИЖЕНИЙ РЕЗУЛЬТАТОВ Решение задач типа: 1.Можно ли определить внутреннюю энергию одного моля кислорода, используя формулу для расчета внутренней энергии идеального газа? 2.Как изменилась внутренняя энергия газа и что с ним произошло: нагрелся или охладился? 3.Что происходит с газом (изопроцессы) при изменении его термодинамических параметров; систематизация знаний в виде таблиц (для изохорного нагревания газа, изобарного, изотермического и адиабатного его расширения). 4.Почему при цикличном процессе невозможно все количество теплоты, полученное от нагревателя , преобразовать в работу, почему в ТД используется или пар, а не жидкость или твердое тело? 5.Как получить идеальную тепловую машину? Рекомендуется использовать материалы о С.Карно. (Самостоятельная работа по поискам решения увеличения КПД ТД)

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ Содержание данной разработки обусловлено задачами развития, обучения и воспитания учащихся , заданными социальными требованиями к уровню развития их личности. Цели и образовательные задачи результаты представлены на наскольких уровнях – личностном, метапредметном и предметном мира, основных физических законах и способах их использования в практической жизни. Формирование представлений о физической картине мира. Формирование круга познавательных интересов, подготовка к объективным и субъективно осознанному выбору пути в соответствии с собственными интересами. Выработка навыков воспринимать, анализировать и предъявлять информацию в соответствии с поставленными задачами. Формирование ценностного отношения к изучаемым на уроках физики объектам и осваиваемым видам деятельности Использование накопленного человечеством опыта в познании мира, формирование современных представлений об окружающем мире, осуществлять физические опыты для проверки следствий физических теорий

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, МЕТОДЫ, ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Развитие познавательных способностей и творческой самостоятельности обучающихся можно добиться только через понимание сущности физического процесса, что достигается при непосредственном его участии в подготовке и систематизировании учебного материала. Развитию способностей учащихся способствует оптимизация процесса обучения, при этом максимально используются возможности учащихся. Основным условием оптимизации является выделение целевого, содержательного и других компонентов. Активизация учащихся в обучении способствует формированию личности человека, который умеет решать творческие задачи, самостоятельно практически мыслить, вырабатывать и защищать свою точку зрения. Важно учитывать психолого-педагогические показатели учащихся, по данным исследованиям школьного психолога и анкетирования родителей учащихся на первом этапе профильного обучения учащихся. *

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ № Тема урока Тип урока Вид контроля Примеча-ние Термодинамика (21 час). 1 Внутренняя энергия Комбинированный Закрепление изученного материала 2 Работа в термодинамике. Комбинированный Закрепление изученного материала 3 Теплопередача. Количество теплоты. Комбинированный Самостоятельная работа 4 Решение задач на уравнение теплового баланса. Совершенствование и применение знаний Практическая работа 5 Первый закон (первое начало термодинамики). Изучение нового материала Закрепление изученного материала 6 Решение задач по теме «Первый закон термодинамики». Совершенствование и применение знаний Закрепление изученного материала 7 Необратимость процессов в природе. Второй закон термодинамики. Изучение нового материала Самостоятельная работа 8 Адиабатный процесс. Его значение в технике. Урок-лекция Закрепление изученного материала 9 Тепловые двигатели Комбинированный Закрепление изученного материала 10  Повторительно – обобщающее занятие по теме «Термодинамика». Урок-конференция Подготовка к зачету 11  Контрольная работа по теме «Термодинамика». Контрольная работа

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ Имеет решающее значение для усвоения раздела «Молекулярная физика. Термодинамика » Используется в других разделах физики для решения задач Позволяет осуществлять межпредметные связи с математикой Позволяет систематизировать знания учащихся, применять физические модели

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ Сформулировать основные положения МКТ, объяснить фазовые переходы на основе МКТ, формирование новых понятий и физических величин Закрепить навыки в решение задач на составление и применение уравнения теплового баланса (ЗСЭ) Сформировать понятия: идеальный газ, макро- и микроскопические параметры, статистическая закономерность, температуры, вывести основное уравнение МКТ, уравнение Менделеева-Клапейрона, рассмотреть частные случаи закона Клапейрона (газовые законы), работы газа, первый закон ТД. Разъяснить принцип работы теплового двигателя Научить решать задачи с применением изученных законов

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ Формирование представлений о физической картине мира Формировать общий взгляд на явления природы через межпредметные связи Политехническое воспитание учащихся путем решения задач с техническим и практическим содержанием Понимание ценности научного познания мира для себя лично с целью достижения успеха Воспитание потредности применять полученные знания для объяснения природных явлений, для эффективного и безопасного использования различных технических устройств Воспитывать сознательное отношение к учебному труду

РАЗВИВАЮЩИЕ ЗАДАЧИ Развивать абстрактное и логическое мышление учащихся Развивать умение классифицировать, систематизировать материал, сравнивать, анализировать, делать выводы Пространственное воображение Развивать монологическую речь Развивать творческие способности

Принципы отбора содержания

Разработка урока по теме «Тепловые двигатели» Цель урока: Разъяснить принцип действия теплового двигателя, показать устройство ТД, 10 класс Типы урока: комбинированные. Форма работы: фронтальная. индивидуальная, Характер деятельности: репродуктивный. Методические приемы: беседа, анализ, сравнение, использование информационных технологий с применением мультимедийных презентаций наглядного материала, схем, что способствует мотивации к изучению темы. Применяемые технологии: урок построен с использованием информационных технологий программы Microsoft Power Point. Оборудование и материалы к уроку: таблицы «Изопроцессы», «Работа в термодинамике», компьютер, компьютерная презентация, модель ДВС, турбины, оборудование для демонстрации действия турбины. Главная проблема урока : наиболее наглядно и полно представить принцип действия ТД, исследование проблем, возникающих в природе с применением огромного числа различных технических устройств, нахождение путей к их решению. • фундаментальные образовательные объекты, в направлении которых планируется деятельность учеников (понятия, теории, закономерности и т.п.);

ХОД УРОКА: 1.ПОВТОРЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО НА ПРОШЛОМ УРОКЕ 1)Как определить изменение внутренней энергии системы согласно 1закону ТД? 2)На что расходуется, согласно 1закону ТД, количество теплоты, подведенное к системе? 3)Сформулировать и записать основное уравнение молекулярно-кинетической теории. 4)Сформулировать закон Дальтона. 5)Какие макроскопические параметры связывает уравнение Менделеева-Клапейрона? 6)Какие процессы состояния идеального газа называют изопроцессами? 7)Какой процесс называется адиабатическим? 8)Сформулировать 1 закон ТД для адиабатного процесса. 9)За счет какой энергии совершается работа при адиабатичном расширении газа? 10)Почему при адиабатном расширении температура газа падает, а при сжатии возрастает?

2. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА 1) Внутренняя энергия Запасы внутренней энергии в океанах и земной коре можно считать практически неограниченными. Но располагать запасами недостаточно, необходимо за счет энергии уметь приводить в действие устройства, способные совершить работу. Большая часть двигателей на планете – это тепловые двигатели, т.е. устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую. 2 ) Эксперимент: (опыт с пробиркой, слайд №2) 3) Принцип работы теплового двигателя. (Переход к следующему слайду)

3) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Изопроцессы

4) ПАРОВАЯ ТУРБИНА (ОКНО 3) Работа паровой турбины

5) КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КПД: Поршневая тепловая машина – до 20% Паровая турбина – до 35-46% Двигатель внутреннего сгорания – до 45% Ракетный двигатель на жидком топливе – 47%

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ МАШИН Двигатели внутреннего сгорания ДВС Турбины Тактовые двигатели Дизельные Карбюра- торные Паровые двигатели П.Д. Газовые Паровые

6) ИДЕАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА Цикл Карно

7) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ТОПЛИВА (0КНО 3,4,5) Двигатель внутреннего сгорания

8) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ И АТМОСФЕРА *2 Уменьшение содержания кислорода в воздухе *3 Увеличение содержания углекислого газа *4 Загрязнение атмосферы азотными и серными соединениями *6 Таяние ледников *7 Воздействие на гидросферу *8 Экологически чистые источники энергии: ветряные генераторы и солнечные батареи Экология

9) САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА (ВАРИАНТ №1) Вариант1 1. Какое количество теплоты получит 2кг гелия при изохорном нагревании его на 50К? 2. С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы при ударе о стенку она нагрелась на 120С, если при ударе тепло превышает 20% энергии пули? 3. Один моль идеального газа изобарно нагрели на 72К, сообщив ему 1,6 кДж теплоты. Найти совершенную газом работу и приращение его внутренней энергии. Сколько надо сжечь каменного угля, чтобы 5 тонн воды, взятой при 30С, обратить в пар? КПД котла 60%. Теплопроводность угля 30МДж/кг. Вариант2 Какую работу совершили над двумя молями идеального одноатомного газа при его адиабатном сжатии, если его температура увеличилась на 20К? В 200 г воды при 20С впускают 10 г стоградусного водяного пара, который превращается в воду. Найти конечную температуру воды. Один моль идеального одноатомного газа, находящегося при температуре 30К, изохорно охлаждается так, что его давление увеличивается в 3 раза. Определить количество теплоты, отданной газом. С какой высоты над поверхностью Земли должно начать падение кусочек льда при температуре -20С, чтобы в момент удара о Землю он полностью расплавился? Считать, что 50% кинетической энергии льда превратиться во внутреннюю

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА (ВАРИАНТ № 2) Вариант 1 При сгорании V1=1л бензина выделяется Е1=32 МДж. За счет =40% этой энергии грузовик, масса которого m=20 тонн, приходит в движение. Какой V2 бензина потребуется, что бы разогнать грузовик до скорости 72 км/ч? На сколько S километров пути хватит автомобилю V=40 л бензина, если масса автомобиля M=3,6 тонн, сила сопротивления движению составляет k=0,05 веса, КПД двигателя =18%. Автомобиль движется равномерно по горизонтальной прямой. Теплотворная способность бензина q=4,6 107 Дж/кг, плотность бензина =700 кг/м3. Вариант 2 Найти расход бензина для автомобиля «Запорожец» на S=1 км пути при скорости 60 км/ч. Мощность мотора N=23 л.с., коэффициент полезного действия мотора =30%. Тепловая способность бензина q= =4,5 107 Дж/кг. 1л.с.=735,5 Вт. Автомобиль «Москвич» расходует m=5,67 кг бензина на S=50 км пути. Определите мощность N, развиваемую двигателем, если скорость движения 90 км/ч и КПД двигателя =22%. Теплотворная способность бензина q= =4,5 107 Дж/кг.

10)КОНТРОЛЬ И ОЦЕНИВАНИЕ, РЕФЛЕКСИЯ 1) Оценки учащихся при ответах на вопросы «Повторение изученного на прошлых уроках» 2)Предложения по улучшению экологической обстановке в природе и жизни человека 3)Домашнее задание: П84,85 задачи стр.223 (16), Р№№ 676, 678, подготовить компьютерную презентацию на тему «Использование альтернативных источников Энергии» *

11) НЕМНОГО ИСТОРИИ Первая паровая машина была изобретена в 1 веке до н.э. греческим инженером Геро Алекандрийским Первая паровая машина, нашедшая практическое применение, была создана в 1698 г. английским инженером Томасом Сэвери, использовался для откачки воды из угольных шахт Двигатель, изобретенный ок. 1710 г., английским инженером Томасом Ньюкоменом назывался пароатмосферным, он работал очень медленно и имел низкий КПД. Шотландский инженер Джеймс Уатт в 1769 г создал более быстродействующий двигатель С наступлением викторианской эпохи мощные паровозы совершили революцию в средствах передвижения по суше, обеспечили энергию для печатания газет, ткачества, для работы стиральных машин в «паровых прачечных», на площадках аттракционов, с помощью паровой тяги пахали землю.

* И.И.ПОЛЗУНОВ И.И.Ползунов родился в 1728 году. В 1742 году Иван Иванович Ползунов окончил первую русскую горнозаводскую школу в Екатеринбурге, работал на Алтае на Колывано-Воскресенском заводе по добыче драгоценных металлов для царской казны. В 1742 году Иван Иванович Ползунов работал в Барнауле и стал одним из руководителей завода. На заводе из оборудования были только воздуходувные мехи и молоты для ковки металла, приводимые в движение силой воды.

**И.И.ПОЛЗУНОВ И.И.Ползунов заменил водяной двигатель, разработав двухцилиндровую паровую машину всего за 13 месяцев. В 1765 году Ползунов разработал специальный поплавочный регулятор уровня в котле. К сожалению, увидеть машину в работе ему не удалось, он умер за два месяца до пуска машины в эксплуатацию, 27 мая 1766 года.

12) УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС 1.Мякишев Г.Я. Физика: учеб. Для общеобразоват. Учреждений. – 14-е изд.-М.: Просвещение, 2005. 2.Пинский А.А. Физика: учебник под общ. Ред Ю.И.Дика, Н.С.Пурышевой. – изд., испр. – М., 2009. 3.«Урок физики в современной школе» под ред. Разумовского В.Г. 4.А.П.Рымкевич. Физика. Задачник. 10-11 кл.:Пособие для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: 2005. 5.Кирик Л.А. «Самостоятельные и контрольные работы по физике. Молекулярная физика 10 класс» А6..А.Ванеев. Преподавание физики в средней школе: Пособие для учителей.-2-е изд., -М Просвещение , 1980. Научно-мето 7.Научно-методическая газета для преподавателей физики, астрономии и ествознания. № 9 2010. 8.Научно-методический журнал Физика в школе №3, №4, №6 2010. 3