Първи принцип на термодинамиката. Газови закони

[Mozo]

МЕТОДИЧЕСКА РАЗРАБОТКА НА УРОК
ПО ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ
Тема (клас, учебник): „Първи принцип на термодинамиката. Газови закони “ (8 клас, Издателство ,,Педагог 6”, 2017г.)
Място на темата в учебното съдържание (в съответния клас): Темата присъства в учебно съдържание за 8 клас в раздел „Топлинни явления“, непосредствено след раздел „Механика“. В този раздел както и в целия системен курс по физика и астрономия вниманието е съобразено със съвременните тенденции в природонаучното образование – формиране на умения за активно учене, усвояване на практически ориентирани знания, изграждане на научна грамотност, учене в контекста на жизнения опит и личностен смисъл на знанията, формиране на екологична култура и гражданско съзнание. При възрастова група на седмокласниците и осмокласниците се отчитат по-големите възможности за абстрактно мислене, анализ, сравнение, синтез и моделиране. Ключов елемент в успешното изпълнение на програмата по физика и астрономия за VIII клас е сформиране на логическо мислене чрез създаване на причинно-следствени връзки между явленията и процесите, както и зависимоститите между тях. В тази урочна единица основен елемент е усвояване на практически ориентирани знания чрез решаване на задачи върху I ПТД и изопроцесите, като се използват различни по вид и трудност задачи.
Тип на урока: Решаване на задачи.
Дидактически средства и материали: Прави се обобщение в таблица върху I ПТД и изопроцесите. Използва се аналитичен запис, енергетичен запис (I ПТД) и графичен метод при представянето им. Задачите са подбрани така, че да бъдат различни (разнообразни) по вид и трудност задачи (основни, проблемни, интересни и графични задачи), които да спомогнат за сформиране на логическо мислене чрез създаване на причинно-следствени връзки между явленията и процесите, както и зависимостите между тях.
Методи и нагледни средства:
Словесни:
• Беседа (при проверка на стари знания при попълване на таблицата за обобщение на знания върху изопроцеси);
• Обяснение (при пояснения към задачите, в които е включен елемент на новост и проблемност);

Нагледни:
• Визуализиране с аналитично, графично и енергетично представяне (математически уравнения и графики) на закономерностите при изопроцесите;
• Онагледяване чрез използване на графичен метод при представяне на изопроцесите в задачите;
Опорни знания:
Понятия:
• изопроцеси, изменение на вътрешна енергия, абсолютна нула, топлинно движение на градивните частици и топлинно равновесие;
Величини (обозначение и мерни единици):
• температура, налягане, обем, топлина, работа, потенциална и кинетична енергия;
Междупредметни връзки:
• Български език – работа с текст; изказване на мнение, което допринася за затвърждаване и прилагане правилата на книжовния български език.
• Чужди езици – намиране на допълнителна информация от интернет източници при подготовка на презентации; използване на латински букви, които символизират определени величини или единици за измерване.
• Математика – познание за функционалните зависимости между величините и графичното им изразяване в диаграми.
• Информационни технологии – извличане, представяне и обменяне на информация с помощта на ИКТ.

Вътрешнопредметни връзки:
• Човекът и природата 5 клас – представа за физични величини и процеси, качествено описание на процеси.
Цели на урока:
Образователни:
• Да се формират умения за прилагане на прилагат знания (закономерности) за изопроцесите, които са изучени (газовите закони);
• Да се формират прилагат графични умения при решаване на задачи; (това към развиващите задачи)
• Да се изградят умения за откриване и анализиране на даденото и това, което се търси в задачите; развиващи
• Да се запознаят учениците с изградят алгоритъма за решаване на конкретни задачи от газови закони задачи;
• Да се анализира енергетично (чрез първи принцип на ТД) изопроцесите при решаване на задачи;
• Да се задълбочат знанията на учениците за законите, които описват изопроцесите на идеалния газ чрез решаване на задачи
Възпитателни:
• Възпитаване на умения за самостоятелна работа (самодисциплина, самоусъвършенстване) и отговорно отношение към учебния труд;
• Познавайки физичните закономерности и факти, ученикът може да развива своите интереси в различни области и да прави осъзнат ценностен избор на природосъобразен и безопасен начин на живот;

Развиващи:
• Овладяване и прилагане на основни форми на мислене (понятие, съждение, умозаключение); овладяване и използване на основните интелектуални операции – анализ, синтез, сравнение и др.
• Развитие на познавателните умения и физичен стил на мислене чрез откриване и използване на причинно-следствените връзки между явленията и процесите, както и зависимостите между тях.

Очаквани резултати от обучението:
• Формулира и прилага знания (закономерности) за изопроцесите, които са изучени (газовите закони);
• Описва и обяснява чрез I ПТД и МКТ изопроцесите в конкретните задачи;
• Използва графичен метод при решаване на задачи;
• Извлича и анализира представената информация от задачите;

Ход на урока:
Актуализация на опорни знания:
Актуализират се знания:
• за параметри, характеризиращи състоянието на дадена маса газ;
• за изопроцесите и законите свързани с тях;
• за представянето им в аналитичен, графичен и енергетичен вид. За целта се построява таблица, в която се обобщават изопроцесите аналитично, графично и енергетично.










Изопроцес
Закон
Графики
I ПТД
Изотермен
(Т=const.)
Закон на Бойл-Мариот


∆U=0
(Q = - A)
Изохорен
(V=const.)
Закон на Шарл


∆U=Q

Изобарен
(p=const.)
Закон на Гей-Люсак


∆U=Q+A

Адиабатен

∆U=А

Поставя се задача на учениците да попълнят тази таблица като едновременно им се задават следните въпроси:
• Какво наричаме изопроцеси?
• Кои са тези термодинамични параметри, чрез които може да се характеризира състоянието на газовете? Какво представлява величината налягане на газа? Какво представлява величината температура? (или характеризирайте величината „налягане“, „температура“)
• Какви изопроцеси познавате?
• Кой параметър е постоянен при изотермния процес?
• Каква е зависимостта между налягането и обема на газа – правопропорционална или обратнопропорционална? Кой закон описва изотермния процес? Изразете го чрез формула и графика.
• Каква е графиката на зависимостта в случая?
• Кои други диаграми използваме, за да представим графично изотермата?
• Как ще запишете I ПТД за изотермния процес?
• Защо ∆U=0 при изотермния процес?
• Обяснете процеса чрез поведението на градивните частици. Какво се случва когато се намали обема на газа с молекулите (частиците), които се намират в него?
Тези въпроси се повтарят в същата последователност и за останалите два изопроцеса. Обръща се внимание какво представлява адиабатния процес и се записва енергетично чрез I ПТД. Чрез получените отговори се попълва таблицата.

Целият материал: