Развитие творческих способностей учащихся при использовании графического метода

Развитие творческих способностей учащихся

при использовании графического метода.

Графический метод используется в обучении физике для формирования и анализа изучаемых физических понятий (путем раскрытия их связи с другими понятиями), для решения задач, обобщения, систематизации знаний и др. Графические задачи, которые решаются в этих случаях, могут иметь тренировочный или проблемно-творческий характер (в зависимости от того, как они решаются: по образцу или нет), а в зависимости от условия при их решении нужно или строить график по известным параметрам (заданным словесно, аналитически, в виде таблицы) или извлечь информацию из приведенного графика.

В процессе овладения графическим методом у школьников развиваются разные операции мышления (анализ, синтез, обобщение др.), наличие которых служит необходимой предпосылкой для всякой творческой деятельности.



Урок решения графических задач по теме

   «Внутренняя энергия одноатомного газа. Работа и количество теплоты. Первый закон термодинамики».

                Цель урока: Продолжить формирование умений по применению графического метода для анализа изучаемых термодинамических понятий и процессов (внутренняя энергия, работа, количество теплоты) путем раскрытия их связи с другими понятиями, физическими величинами и законами

План урока.

I.

II.

III.

IV.

V.

VI/

	Организация начала урока. 

		Фронтальный опрос.	

	Решение типовых задач.      Самостоятельная работа.       

	Подведение итогов урока.    

Задание на дом.

1 мин

10 мин

18 мин

8 мин

2 мин

1 мин

			

	 I.	1 мин.

	 II. 1)  Сформулируйте первый закон термодинамики.

	Запишите математическое выражение закона.

	В каком процессе изменение внутренней энергии системы равно
количеству переданной теплоты?

Ответ: В изохорном процессе V=сопst, А'=0, ΔU =Q

	Как изменяется внутренняя энергия при изотермическом сжатии?
Ответ: Внутренняя энергия не изменяется. ΔU =0, Q=А'

	Как изменится внутренняя энергия идеального газа при  

	   изобарическом расширении?

Ответ: Внутренняя энергия увеличивается.

	6)	Как графически определяется работа?

               Ответ: Работа графически определяется как площадь под   

                графиком.

	7)	Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при адиабатическом расширении?

Ответ: Внутренняя энергия уменьшается, Q=0, ΔU = -А'

	8)	При накачивании воздуха в сосуд пробка вылетает из него. Почему в
сосуде образуется туман? Какой это процесс? За счет чего воздух
совершает работу?

Ответ: Адиабатный процесс. Воздух совершает работу за счет уменьшения внутренней энергии. Температура воздуха уменьшается, происходит конденсация воздуха (водяных паров) образуется туман.

  III. 1. Идеальный газ переводится из состояния 1 в состояние 3 различными способами (1-2-3, 1-4-3), как показано на рисунке. Сравните: а) работу газа в указанных случаях (А1-2-3 и А1-4-3 ); б) изменение внутренней энергии (U1-2-3 и U1-4-3); в) количества теплоты, переданное газу (Q1-2-3 и Q1-4-3).

       

         

      Решение: а) в процессе 1-2-3 совершается большая работа

	б)	изменение внутренней энергий в этих процессах будет одинаковым.

	в)	переданное количество теплоты больше в процессе 1-2-3.

2. На рисунке показаны процессы изменения состояния идеального газа. Используя рисунок, выполните задания: 1. Назовите процессы.

		

	Каким состояниям газа соответствует наибольшая температура; каким
наименьшая, одинаковые температуры?

	В каком из них совершается меньшая работа?  Ответ обоснуйте.

	Подсчитайте работу в изобарном процессе.

	В процессе изобарного расширения газу передано 6 106 Дж теплоты.
Рассчитайте изменение внутренней энергии газа. Что произошло с
газом: нагрелся он или охладился?



             Решение: 1. 1-2 — изобарный

1-3 — изотермический 

1-4— адиабатный 1-5 - изохорный

	Наибольшая температура соответствует состоянию 2,
наименьшая температура в состоянии 5,
одинаковая температура в состояниях 1 и 3

	Наименьшая работа совершается в процессе 1-4, а в процессе 1-5
работа не совершается.

	А=12 105Дж.

	U=48 105Дж.

3. В цилиндре под поршнем находится газ, состояние которого меняется следующим образом: при переходе состояния 1 в состояние 2 давление увеличивается при постоянном объеме V; при переходе 2-3 увеличивается объем при постоянном давлении р1 ; переход 3-4 происходит с увеличением объема при постоянной температуре; при переходе 4-1 газ возвращается к первоначальному состоянию при постоянном давлении р2. Изобразите в координатах (р,V), (р,Т) и (V,Т) графики состояния газа и определите, при каких процессах газ получает теплоту, при каких отдает; как при этом меняется температура и какая работа совершается газом.

		





Процесс 1-2 - изохорное нагревание; Т - увеличивается, следовательно к газу подводится некоторое количество теплоты (Q>0), газ не совершает работы.

Процесс 2-3 — изобарное расширение; Т—увеличивается (ΔU >0), газ совершает положительную работу (А' >0), т.к. Q= ΔU +А' то отсюда следует, что к газу подводится некоторое количество теплоты. Процесс 3-4 — изотермическое расширение; Т— постоянна, внутренняя энергия не изменяется (ΔU =0), Q=А' газ совершает положительную работу поглощая при этом некоторое количество теплоты. 

Процесс 4-1 - изобарное сжатие; Т'—уменьшается, внутренняя энергия уменьшается (ΔU <0), газ совершает отрицательную работу (А'<0) отдавая при этом некоторое количество теплоты.





     





      IV.   Самостоятельная работа.

	1	вариант.

Идеальный газ переводят изотермически из состояния 1 в состояние 2 (V2>V1), затем его переводят изохорно в состояние 3 и возвращают изобарно в состояние 1. Положительную или отрицательную работу совершает газ в каждом из изопроцессов и целиком за цикл? Происходит ли теплообмен между газом и окружающей средой? Начертите график зависимости р от V.

	2 вариант.

Идеальный газ переводят изотермически из состояния 1 в состояние 2 (V2>V1), затем его переводят изобарно в состояние 3 и возвращают изохорно в состояние 1. Положительную или отрицательную работу совершает газ в каждом из изопроцессов и целиком за цикл? Происходит ли теплообмен между газом и окружающей средой? Начертите график зависимости р отV.

         Решение самостоятельной работы:





1-2 изотермическое расширение

ΔU=0, А' >0, Q>0

2-3 изохорное нагревание

ΔU >0, А' =0, Q >0

3-1 изобарное сжатие

ΔU <0, А' <0,Q<0

Целиком за цикл А' <0





1-2 изотермическое расширение

ΔU=0, А' >0, Q>0

2-3 изобарное сжатие

 ΔU <0, А' <0, Q<0

1 изохорное нагревание

 ΔU >0, А' =0, Q >0

Целиком за цикл А' >0





	Подведение итогов.

	Домашнее задание: Повторите § 23-27, составьте и решите дома задачу   

	    на словесное описание графиков по типу задач самостоятельной работы.