Термодинамиканың бірінші заңы. Физика, 10 сынып, сабақ жоспары.

ҰМЖ бөлімі:

Термодинамика негіздері

Мектеп: НЗМ ХББ Петропавл қ

Күні: _______________________

Мұғалімнің аты:Еслямгазиева Б.Ж., Rory Ian Bualan

Сынып: 10 ____

Қатысушылар саны: ______

қатыспағандар: ____

Сабақ тақырыбы

Термодинамиканың бірінші заңы.

Оқу мақсаттары

10.3.3.2 – термодинамиканың бірінші заңын изопроцесстерде және адиабаталық процесстерде қолдану

Оқушылар біледі:

- термодинамиканың бірінші заңының мағынасын түсіндіреді;

- термодинамиканың бірінші заңын есеп шығаруда қолданады;

Оқушылар:

- термодинамиканың бірінші заңының мағынасын түсіндіреді;

- термодинамиканың бірінші заңын есеп шығаруда қолданады;

Оқушылар өз ойларын дамыта отырып, туралы не білетінін ауызша және жазбаша талқылай алады.

Арнайы пәндік лексика және терминология:

Диалог үшін пайдалы баянды сөйлемдер:

Ішкі энергия бұл ..

Идеал газдың ішкі энергиясы ...

Heat added to the system, Work done on the system

Құндылықтарты дарыту

Адамгершілік

Сабақ барысында сыныптастармен қарым-қатынаста ашықтық, ынтымақтастық, сыйластық, төзімділік таныту

Нәтижелі қарым-қатынас дағдысын дамыту ,сыныптастарының көзқарастық пікірлеріне сыйластықпен қарау

Пәнаралық байланыстар

Математика.

Басты дағдылар

Сыни ойлау

Бастапқы білім

Изопроцестер, ішкі энергия,ішкі энергияны өзгерту

ЖОСПАР

Сабақ мезеттері

Жоспарланған іс-шаралар

Сабақ басы

8 мин.

Өткен тақырыпты қайталау

(I) 1 тапсырма. Жеке есеп шығару

• Көлемі 0,024 м³ болатын цилиндр ішіндегі газ 5*10⁵ Па қысыммен изобаралық ұлғаяды.Егер газ көлемі ұлғаю кезінде жасаған жұмысы 1,5 кДж болса ,газдың соңғы көлемі неге тең болады?

• Аргонның бір килограмын изобаралық процесте 268 К-нен 400 К-ге қыздырған.Газдың ішкі энергиясының өзгерісін кДж –мен есептеп шығар.

• Суретте идеал газдың бірнеше процестері көрсетілген.Қай процесте газ ең үлкен жұмыс атқарады ? Жауабыңды дәлелдеп түсіндір.

Мұғалім: Ішкі энергияның өзгерту тәсілдерін еске түсірейік.

Физикалық шамалардың байланысын көрсететін теңдеулер қалай аталады?(заң)

Қандай бөлімді оқуды бастадық? Сонымен бүгінгі сабақта үш шаманы бір заңда біріктіреміз!

Бірлесе сабақтың тақырыбы мен мақсаттарын қою:

Термодинамиканың бірінші заңы.

- термодинамиканың бірінші заңының мағынасын түсіндіреді;

- термодинамиканың бірінші заңын есеп шығаруда қолданады;

Середина урока

15 мин

15 мин

Видеофрагментті көру

https://www.youtube.com/watch?v=O7HwhkYt6YU (0:12-3:48)

(I) 2 тапсырма. Видеофрагментті көрген кезде келесі сұрақтарға жауап беріңдер:

1. Термодинамиканың бірінші заңын басқаша қалай атауға болады? (энергияның сақталу заңы)

2. Заңда қандай физикалық шамалардың байланысы көрінеді?(U,A,Q)

3. Термодинамиканың бірінші заңының қандай формуласын мұғалім көрсетті? ΔU=Q-A(W)

4. Жұмыс қашан нольге тең болады?(v=const) Бірінші заңы қандай түрде жазылады?

5. Қашан ΔU=0? (T=const) Бірінші заңы қандай түрде жазылады??

6. Қашан ΔU=-A(W) (қоршаған ортамен жылуалмасу болмағанда)

7. Қашан Q оң мәнге ие? Қашан теріс?

8. Қашан А оң болады? Теріс болады?

Сыныппен талдау

Мұғалімнің баяндауы:

 19 ғасырдың ортасында көптеген тәжірибелер нәтижесі бойынша механикалық энергия ешқашан жоғалып кетпейтіні анықталды.

 Энергияның сақталу заңы: Энергия табиғатта жоқтан бар болмайды және ешқайда жоғалып кетпейді, тек бір түрінен екінші күйге ауысады. (Мысалы темір балға қорғасынға құлап соғылса,қорғасын қызады-балғаның потенциалдық энергиясы кинетикалық энергияға ауысады.Сонан соң механикалық энергия дененің ішкі энергиясына ауысады.).

 Жылулық құбылыстарындағы энергияның сақталу және айналу заңдарын- термодинамикианың бірінші заңы деп атайды.

Термодинамикада іс жүзінде ауырлық центрлерінің орналасуы өзгермейтін денелер қарастырылады. Бұндай денелердің механикалық энергиялары тұрақты қалады да,тек әр дененің ішкі энергиялары өзгеруі мүмкін.Термодинамиканың бірінші заңы 19 ғасырдың ортасында неміс ғалымы Майер (1814-1878), ағылшын ғалымы Д. Джоуль (1818 - 1889) және неміс ғалымы Г Гельмгольц (1821-1894) еңбектерінде ашылған.

 Дененің қыздырылуы жылу берілу а арқылы емес,тек жұмыс істеу арқылы ғана болады немесе қоршаған ортадағы денелермен жылу алмасу арқылы жүзеге асады.

 Тәжірибе.Термодинамикалық жүйеде газ күйінің өзгеруі "жылуқабылдағыш - газ" жылу алмасу арқылы.

 Жалпы жағдайда жүйенің бір күйден екінші күйге өткенде ішкі энергиясы жылуалмасу және жұмыс атқару арқылы өзгереді.

 Термодинамиканың бірінші заңы: жүйенің бір күйінен екінші күйіне өткенде ішкі энергияның өзгеруі сыртқы кұштер атқаратын жұмысы мен жүйеге берілген жылу мөлшерінің қосындыларына тең:

 U=Q+A.

 Егер жүйе оқшауланған (тұйықталған) болса, онда жүйемен жұмыс жасалмайды, яғни (А=0) және ол өзін қоршаған денелермен жылу алмаспайды (Q=0).

 Бұл жағдайда термодинамикианың бірінші заңы бойынша U=0 (U₁ = U₂). Оқшауланған жүйенің ішкі энергиясы сақталып , өзгеріссіз қалады

 A^' = - А екенін ескере отырып : Q=A^'+ U

 Жүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің ішкі энергиясын өзгертуге және сыртқы денелермен жұмыс жасауға жұмсалады.

 Мәңгілік қозғалтқышты ( отынды немесе басқа материалдарды жақпай –ақ шығынсыз шексіз тоқтамай жұмыс жасай беретін құрылғы ) мүмкін еместігін термодинамикианың бірінші заңы дәлелдейді.

 Егер жүйеге жылу бармаса (Q=0) A^' термодинамикианың бірінші заңы Q=A^'+ U және A^' жұмыс тек ішкі энергияның кемуі арқылы ғана атқарылады: A^/ = - U.

 Энергия қоры таусылған соң, қозғалтқыш жұмысын тоқтатады.

 Жүйеде белгілі жылу мөлшері мен жұмыс бар деп айтуға болмайды. Жылу мөлшері мен жұмыс әлдебір процестердің нәтижесінде ішкі энергия өзгерістерін сипаттайтын шамалар және бұл шамалар Джоульмен өлшенеді.

(G) 3 тапсырма. Жұптық жұмыс. Берілген схемалар. Жұп оқушылары бір-бірімен ақылдасады. Екі элементін моделдеңдер және термодинамикианың бірінші заңының теңдеуін түсіндіріңдер.

 Обсуждение с классом

(I/G) 4 тапсырма. Есептер шығару. Әркім жеке шағарады әр тапсырманы орындап болғаннан кейін жауабын екі көршісімен салыстырады.

• Газға 100 Дж жылу бере отырып 400 Дж жұмыс жасалған болса,газдың ішкі энергиясы неге тең? ( 500 Дж-ға артты)

• Газ 65 Дж жұмыс жасағанда оның ішкі энергиясы 45 кДж-ға артса ,газға қанша жылу мөлшері берілген? ( 110 кДж)
• Газға 1 кДж жылу мөлшері беріледі, және оны 600 Дж жұмыс атқарып сығады. Газдың ішкі энергиясы осы кезде қалай өзгерді?

1) 1600 Дж -ге артты                        2) 400 Дж -ге артты              

3) 400 Дж –ге кеміді                         4) өзгермеді

Термодинамиканың 1-ші заңы бойынша:

Q = ΔU + A,

ΔU = Q – А.

Газды сыққаннан, газдың жұмысы теріс: – 600 Дж. Формулаға сандарды қойғанда 1 кДж = 1000 Дж, шығады:

ΔU = 1600 Дж

• Газдың қыздырған кездегі ұлғаюы үшін көлденең қимасының ауданы S = 200 см² цилиндрдегі газға Q = 1,5 • 10⁵ Дж жылу мөлшері беріледі, осы кезде қысымы тұрақты және р = 2 • 10⁷ Па тең болды. Егер поршень Δh = 30 см ығыса газдың ішкі энергиясы қаншаға өзгереді?

Термодинамиканың бірінші заңы бойынша Q = ΔU + А', мындағы А' = pSΔh — газдың жұмысы. Осынан ΔU = Q - pSΔh = 30 кДж.

Ответ: 30 кДж.

Көршілерімен жауабын салыстыру. Көршісіне көмек. Мұғалімнің көмегі.

Конец урока

2 мин

Оқушылардың тақырыпты қаншалықты игергеніне баға беру рефлексиясы.

- термодинамиканың бірінші заңының мағынасын түсіндіремін;

- термодинамиканың бірінші заңын есеп шығаруда қолданамын;

Д/з

• Графикте тұрақты массадағы идеал газда 1 -2-3-1 өткен процесс көрсетілген. Бірінші күйде газдың қысымы 0,8*10⁵ Па, көлемі 5 м³ тең. 3 –ші күйде 1 –ші күйдегі көлемінен көлемі екі есе үлкен және температурасы 800 К тең.
• Осы процесстерді P(V) координаталарында сызыңдар.
• Берілген газдың зат мөлшерін анықтаңдар. (60 моль)
• Екінші күйдегі газдың температурасын және көлемін анықтаңдар. (1600 К, 10 м³)
• Изобаралық ұлғаюда газ қандай жұмыс атқарды? (4∙10⁵ Дж)

• Графикте массасы 20 г оттегімен бір процесс көрсетілген. Газдың көрсетілген нүктедегі көлемін анықтаңдар. .(19,4 л)

Саралау – оқушыларға қалай көбірек қолдау көрсетуді жоспарлайсыз? Қабілеті жоғары оқушыларға қандай міндет қоюды жоспарлап отырсыз?

Бағалау – оқушылардың материалды меңгеру деңгейін қалай тексеруді жоспарлайсыз?

Денсаулық және қауіпсіздік техникасының сақталуы

Интернетпен жұмысты сыныппен талдау, мәтінге сұрақтарды қою, жеке көмек беру.

Жұптарда жұмыс, жеке консультациялар

Денсаулық сақтау технологиялары.

Сергіту сәттері мен белсенді іс-әрекет түрлері.

Осы сабақта қолданылатын Қауіпсіздік техникасы ережелерінің тармақтары

Барлық оқушылар

Оқушылардың көбі:

Кейбір оқушылар:

- термодинамиканың бірінші заңын тнсіндіре алады;

- термодинамиканың бірінші заңын мағынасын және формула бойынша анықтай біледі

Газдың жұмысын және ішкі энергияның өзгерісін термодинамиканың бірінші заңын және идеалгаз күйінің теңдеуін қолданып анықтайды.

Сабақ бойынша рефлексия

Бұл бөлімді сабақ туралы өз пікіріңізді білдіру үшін пайдаланыңыз. Өз сабағыңыз туралы сол жақ бағанда берілген сұрақтарға жауап беріңіз.

Сабақ мақсаттары/оқу мақсаттары дұрыс қойылған ба?

Оқушылардың барлығы ОМ қол жеткізді ме?

Жеткізбесе, неліктен?

Сабақта саралау дұрыс жүргізілді ме?

Сабақтың уақыттық кезеңдері сақталды ма?

Сабақ жоспарынан қандай ауытқулар болды, неліктен?

Жалпы баға

Сабақтың жақсы өткен екі аспектісі (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақты жақсартуға не ықпал ете алады (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақ барысында сынып туралы немесе жекелеген оқушылардың жетістік/қиындықтары туралы нені білдім, келесі сабақтарда неге көңіл бөлу қажет?