1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 25 мин

4. Закрепление 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный:

1.Что и как изучает термодинамика?

2. Внутренняя энергия.

Задачи:

1. Вычислить увеличение внутренней энергии 2 кг водорода при повышении его температуры на 10 К.

2. Закрытый сосуд содержит некоторое количество разреженного газа ксенона при температуре 100 К. Сосуд движется поступательно со скоростью 5 м/с. Какая температура установится в сосуде после того, как его резко остановить? Как изменится ответ, если скорость сосуда составляет 500 м/с?

3. В компьютерной модели двухмерного газа молекулы представляют собой тонкие невесомые стерженьки длины 1 мм с одинаковыми точечными массами на концах. 10000 таких "молекул" в начальный момент времени движутся "поступательно" с одинаковыми по величине скоростями 1 см/с в квадратном сосуде площади 1 м². Все удары гантелей друг о друга и о бортик "сосуда" абсолютно упругие. Оцените среднее время, необходимое для полного оборота гантели после установления движения в системе (движение гантелей плоское).

Вопросы:

1. Если теплота есть не что иное, как движение молекул, то чем отличается горячий, но покоящийся футбольный мяч от холодного, но быстро движущегося?

2. По показаниям какого прибора – термометра или барометра – можно судить о внутренней энергии всего воздуха, находящегося в вашей комнате?

3. В сосуде находится смесь азота и неона. Одинаковы ли средние кинетические энергии молекул этих газов; средние кинетические энергии поступательного движения молекул?

4. При температурах ниже 2,17 К гелий становится сверхтекучим, то есть способным протекать без трения сквозь узкие щели. Почему при этом у оставшегося гелия температура повышается?

5. Несколько частиц сталкиваются так, что максимально возможная часть их кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию. Как движутся частицы после столкновения?

III. Как можно изменить внутреннюю энергию тела?

Два способа: 1. Совершая работу. 2. Передавая системе некоторое количество теплоты.

П римеры: Потирание рук друг о друга, удары молотком по куску свинца (демонстрация), сжатие газа под поршнем (демонстрация). Во всех случаях произведенную работу можно измерить и определить изменение внутренней энергии тела. В качестве примера рассчитаем работу, произведенную газом.

А = F∙l∙cosα; l = h₂ – h₁.

; .

A = - рΔV

При расширении газа V₂ > V₁, А'>0, А<0.

При сжатии газа V₂<V₁, А'<0, А>0.

Причина изменения внутренней энергии газа при сжатии (аналогия с футболистом, ударяющим по мячу при встречном движении). Примеры: Я совершил работу 500 Дж и моя внутренняя энергия уменьшилась на ...? Над телом была совершена работа 500 Дж и его внутренняя энергия ...? Работа может быть произведена за счет уменьшения внутренней энергии системы (демонстрация), либо за счет сообщения системе некоторого количества теплоты (демонстрация или примеры). Геометрическое истолкование работы:

(работа газа в изотермическом процессе)

Выводы: Работа — характеристика способа передачи энергии.

Совершая над системой работу, мы вынуждаем ее частицы двигаться упорядочение, и наоборот, если система совершает работу над окружающими телами, она вызывает в них упорядоченное движение.

Работа ( ) - свойство тела передавать упорядоченное движение другим телам при взаимодействии с ними, приводящее к изменению его внутренней энергии, измеряемое в термодинамике произведением давления на изменение объема газа.

IV. Задачи:

1. Какую работу совершит газ, расширяясь при постоянном давлении 3 атм от объема 3 л до объема 18 л?

2. Какую работу произведут 320 г кислорода при изобарном нагревании на 10 К?

3. Воздух, занимающий объем 2 л при давлении 0,8 МПа, изотермически расширился до 10 л. Определите работу, совершенную воздухом.

4. В цилиндре сечением 250 см² находится 10 г азота, сжатого невесомым поршнем, на котором лежит гиря массой 12,5 кг. Какую работу произведет газ при нагревании его от 27 до 627⁰С? На сколько увеличится при этом объем газа. Атмосферное давление 10⁵ Па.

5. В сосуде под поршнем находится 1 моль газа. Его температура увеличивается на 1 градус в минуту, а объем за 3 минуты изменился от 30 литров до 31 литра. Давление же газа за это время практически не менялось. Найти это давление.

V. §24 Упр. 6, № 2-4.

1. Составьте обобщающую таблицу "Работа", используя рисунки, чертежи и текстовый материал.

2. Оцените скорость, которую бы приобрели осколки закупоренной бутылки с водой, если бы притяжение между молекулами воды внезапно исчезло.

3. Вы хотите построить установку, использующую среднесуточный перепад давлений 100 Па для получения механической энергии. Считая, что температура в комнате постоянна, оцените максимальный выход механической энергии за месяц от установки с рабочим объемом 1 м³.

"Если теплота не есть субстанция, то она должна быть качеством: и это качество может быть только движением ..."

Т. Юнг

Урок 3. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

ЦЕЛЬ УРОКА: Развить представления учащихся о понятии "количество теплоты". Научить учащихся определять в некоторых случаях изменение внутренней энергии термодинамической системы по изменению ее внутренних параметров.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Калориметр, прибор Тиндаля, нагреватель, термометр, диафильм "Закон сохранения энергии в тепловых процессах".

ПЛАН УРОКА: