1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 15 мин

3. Объяснение 15 мин

4. Закрепление 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный:

1. Количество теплоты.

2. Уравнение теплового баланса.

Задачи:

1. В двух сосудах объемом 1 л и 2 л содержится один и тот же газ с одной и той же концентрацией молекул. В первом сосуде температура 300 К, во втором - 350 К. Определить, какая установится температура, если сосуды привести в тепловой контакт. Теплообмена с окружающей средой нет.

2. В

   t, ⁰C

   80

   60

   40

   калориметр, где находится 1 кг льда при температуре 0⁰С, впускают 500 г водяного, пара при температуре 100⁰С. Какая температура установится после того, как произойдет теплообмен? Теплоемкостью калориметра можно пренебречь.

3. В

   0 1 2 3 4 t, мин

   стакан опустили нагреватель мощностью 200 Вт и включили в сеть. График изменения температуры от времени приведен на рисунке. Каким был бы график при мощности нагревателя 100 Вт?

Вопросы:

1. Почему сырые дрова горят хуже сухих и дают меньше тепла?

2. Каким кипятильником можно вскипятить воду в кастрюле с меньше затратой энергии: шестисотваттным или киловаттным?

3. Можно ли ускорить закипание воды в чайнике, долив в неё горячей воды?

4. Почему теплота испарения вещества больше его теплоты плавления?

5. Чем отличаются различные способы изменения внутренней энергии тела и что между ними общего?

6. Что происходит, когда изменяется температура, а что – когда сообщается тепло?

7. От чего зависит количество переданной теплоты от нагретого тела в окружающую среду?

8. Что охлаждается быстрее – ванна, наполненная горячей водой, или стакан с горячим чаем?

9. Почему в приморских странах климат всегда умереннее и ровнее, чем в странах, лежащих внутри материков?

10. Если в стакан кипятка налить тонкий слой масла, то скорость остывания воды значительно уменьшается. Почему?

11. Конькобежец решил затормозить и свел вместе пятки, а носки расставил врозь (обычно тормозят наоборот). Как он будет двигаться дальше, если будет удерживать ступни в этом положении?

III. "...вещи не могут ни создаваться из ничего, ни однажды возникнув вновь обращаться в ничто..."

Лукреций

Демонстрация нагревания свинцовой пластинки молотком и электроплиткой. Нагревание воды во время шторма (Майер). Сверление пушечных стволов (При сверлении тупым сверлом совершалась большая работа и, следовательно, сильнее нагревалась деталь). Механический эквивалент теплоты (Джоуль). Демонстрация.

"...повсюду, где происходит уничтожение движущей силы, возникает одновременно теплота в количестве, пропорциональном количеству исчезнувшей движущей силы".

С. Карно

Первый закон термодинамики - это закон сохранения энергии, распространенный на тепловые явления.

А +Q = ΔU

Q = ΔU +

Пример: Когда мы сжимаем снежок руками, то произведенная нами работа и переданное количество теплоты идут на увеличение внутренней энергии снежка. Часть снега плавится, а образовавшаяся вода, замерзая, образует прочные связи.

Почему венозная кровь у жителей тропиков светлая? Почему скользят сани?

Следствия:

1. Внутренняя энергия замкнутой системы остается с течением времени неизменной. Если Q = 0 и А = 0, то ΔU = 0.

2. Невозможно создать вечный двигатель (лат. perpetuum mobile — перпетуум мобиле). Если Q = 0, то = - ΔU

Вечный двигатель 1-го рода — воображаемая, непрерывно действующая машина, которая, будучи раз запущенной, совершала бы работу без получения энергии извне. Когда сказали: "невозможно построить вечный двигатель" – возникла термодинамика. Прозорливость французской Академии наук, которая еще в 1775 г., задолго до открытия закона сохранения энергии (середина XIX века), решили не принимать к рассмотрению проекты вечных двигателей.

Вывод: Первый закон термодинамики – главный бухгалтер природы. Если кто-то получал 5 рублей, а 3 из них израсходовал, то у него осталось 2 рубля.

IV. Задачи:

1. Свинцовая пуля летит со скоростью 200 м/с и попадает в земляной вал. На сколько градусов нагреется пуля, если 75% кинетической энергии пули превратится во внутреннюю энергию?

2. Пятью ударами молотка гвоздь забили в деревянную стену. Какую силу нужно, приложить к шляпке гвоздя, чтобы выдернуть его? Масса молота 200 г, скорость перед ударом 5 м/с, длина гвоздя 10 см.

3. Кусок льда всплывает с глубины 500 м. Оцените, какая часть льда растает. Температура воды и льда 0⁰С, удельная теплота плавления льда 3,3∙10⁵ Дж/кг.

4. В высоком теплоизолированном цилиндре под поршнем находится гелий. Поршню толчком сообщают скорость 2 м/с. На сколько выше начального положения окажется поршень после того, как система окажется в равновесии? Трением и теплообменом пренебречь, над поршнем вакуум.

Вопросы:

1. В процессе сжатия над газом совершена работа 60 МДж, при этом он передал окружающей среде 40 МДж тепла. Определите изменение внутренней энергии тела.

2. В 1807 г. физик Ж. Гей-Люссак, изучая свойства газов, установил, что сжатый газ, расширяясь в пустоту, не охлаждается, а при расширении в атмосферу – охлаждается. Почему?

3. Два одинаковых стальных шарика упали с одной и той же высоты. Первый упал в вязкий грунт, а второй, ударившись о камень, отскочил и был пойман рукой на некоторой высоте. Какой из шариков больше нагрелся?

4. Объясните, почему и как трение между движущимися частями машины приводит к выделению тепла.

5. Помешивая ложечкой горячий чай, мы вызываем его охлаждение. Почему?

6. Почему дрожат замерзшие люди и животные?

7. Какова наиболее вероятная последовательность превращения различных видов энергии при рубке дров топором?

V. §26 Упр. 6 № 3, 6

1. Подготовить пятиминутное сообщение о жизни и научной деятельности ученых, открывших первый закон термодинамики.

2. Почему при посадке самолета идет дым от колес. Оценить количество тепла, выделяемого при торможении.

"За основу тут мы берем положение такое: из ничего не творится ничто".

Лукреций

Урок 5. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ

ЦЕЛЬ УРОКА: Научить учащихся применять первый закон термодинамики к изопроцессам. Дать представление об адиабатном процессе.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Воздушное огниво, серный эфир, вата.

ПЛАН УРОКА: