Перший закон термодинаміки. Адіабатний процес.
Мета.
Освітня. Сформулювати перший закон термодинаміки.
Розвиваюча. Розвивати логічне та алгоритмічне мислення.
Виховна. Виховувати наполегливість, культуру міркувань.
Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.
Дидактичні матеріали:
- Фізика: 10 кл.: підруч. для загальноосвіт. навч. закл.: рівень стандарту/ Бар'яхтар В. Г., Довгий С.О., Божинова Ф. Я, Кірюхіна О. А., ТОВ "Видавництво "Ранок"" , 2018. <<Завантажити>><<Читать онлайн>>
- Основи термодинаміки
План
- Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.
- Перший закон термодинаміки. Адіабатний процес.
- Запитання до уроку.
- Домашнє завдання.
- Для допитливих.
Хід уроку
- Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.
Перевірка домашнього завдання.
Самостійна робота: “Робота в термодинамічних процесах”.
- Перший закон термодинаміки.
Кількість теплоти. Кількість теплоти - це скалярна величина, що чисельно дорівнює енергії, яку отримує чи віддає тіло під час теплообміну.
Одиницею вимірювання кількості теплоти у СІ є 1 Дж. Позасистемною одиницею вимірювання кількості теплоти є калорія: 1 кал=4,19 Дж.
І закон термодинаміки: кількість теплоти, що підводиться до системи, йде на зміну внутрішньої енергії та виконання системою роботи: 
, де 
- зміна внутрішньої енергії системи, А - робота, яку виконує система, 
- кількість теплоти, що отримує система.
Для ізотермічного процесу 
, тоді 
і І закон термодинаміки має вигляд: 
.
Для ізохорного процесу 
, тоді 
і І закон термодинаміки має вигляд 
.
Для ізобарного процесу 
і І закон термодинаміки має вигляд: 
.
Адіабатним називають процес, що відбувається без теплообміну із зовнішніми тілами: 
. При цьому І закон термодинаміки записують так: 
, тобто система виконує роботу за рахунок зменшення своєї внутрішньої енергії.
Робота зовнішніх сил. 
І закон термодинаміки матиме вигляд: 
або 
.
- Вчимося розв’язувати задачі.
Задача 83.1. Ідеальний газ під поршнем у закритій посудині переходить зі стану 1 у стан 2 так, як зображено на графіку, де р — тиск, V— об’єм. Внаслідок цього газ отримав від навколишнього середовища 3 ∙ 105 Дж енергії. Яку роботу над газом виконують зовнішні сили?
- Запитання до уроку.
Запитання 83.1. Дайте визначення кількості теплоти. Як її позначають, в яких одиницях у СІ вимірюють? Назвіть позасистемну одиницю вимірювання кількості теплоти.
Запитання 83.2. Назвіть формули для розрахунку кількості теплоти при нагріванні (охолодженні), плавленні (кристалізації), випаровуванні (конденсації), згорянні палива.
Запитання 83.3. Сформулюйте перший закон термодинаміки. Який вигляд має І закон термодинаміки для ізотермічного, ізобарного та ізохорного процесів?
Запитання 83.4. Який процес називають адіабатним? Який вигляд матиме І закон термодинаміки для адіабатичного процесу?
Запитання 83.5. Установіть відповідність між назвою процесу (1—4), що відбувається з ідеальним газом незмінної маси, та записом першого закону термодинаміки для цього процесу (А—Д), де Q — кількість теплоти, надана газу, A — робота, яку виконав газ, ΔU — зміна внутрішньої енергії.
Запитання 83.6. Дріт може нагрітися в полум’ї спиртівки або внаслідок багаторазового згинання. Чи правильним є твердження, що в обох випадках дріт отримав деяку кількість теплоти?
Запитання 83.7. Чому робота газу і робота зовнішніх сил над газом відрізняються за знаком?
- Домашнє завдання.
Підручник: параграф 38.
Тести онлайн. Перший закон термодинаміки (Відповіді учнів) (Версія для друку)
Усне опитування по запитаннях до уроку.
- Перевір себе.
Задача 83.1. Ідеальний газ отримав кількість теплоти 12 кДж під час ізохорного нагрівання. Після цього газ ізотермічно розширився, отримавши кількість теплоти 20 кДж. Визначте зміну внутрішньої енергії газу внаслідок цих процесів. (В. 12 кДж)
А. 32 кДж
Б. 20 кДж
В. 12 кДж
Г. 8 кДж
- Для допитливих.