Презентация "Рабочая программа по термодинамике" по физике – проект, доклад

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

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)

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

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

Опора на ранее изученный материал 7,9 классов

Учет особенностей и возможностей класса

Применение математических формул

Решение задач , содержание которых вызывает интерес

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