Усі уроки фізики 10 клас ІI семестр - Рівень стандарт - 2018 рік

Розділ IIІ. Молекулярна фізика та термодинаміка

3. ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ

УРОК № 85 / ІІІ.3-8. РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

Мета: 1) закріпити знання учнів з теми «Термодинаміка», сформувати вміння застосовувати І закон термодинаміки при розв'язуванні задач;

2) продовжити формування уявлення учнів про способи пізнання мікросвіту, розширити знання учнів про діапазони температур у всесвіті та способах їх вимірювання;

3) показати роль наукового пізнання природи та застосування фізичних теорій для пояснення фізичних явищ, продовжити формування політехнічного світогляду учнів.

Очікувані результати: учні оперують поняттями внутрішня енергія, кількість теплоти, робота газу; використовують і закон термодинаміки, ККД реального та ідеального теплового двигуна при розв'язуванні задач; можуть визначати температуру за шкалами Цельсія та кельвіна.

Тип уроку: урок поглиблення знань учнів.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ 2 хв

II. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ (ЦОР) 7 хв

Діяльність учителя	Компетентності	Діяльність учнів
Учитель пропонує учням дати відповіді на питання фізичного диктанту	Формування самоосвітньої компетентності учнів, компетентності у природничих науках, вміння використовувати теоретичні знання в нестандартних ситуаціях	Учні виконують фізичний диктант, перевіряють рівень власних знань з основ термодинаміки
Див. файл урок 86-002 ТЕСТИ ТЕРМОДИНАМІКА

Учні дають відповіді на запитання № 1-10.

III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Діяльність учителя	Компетентності	Діяльність учнів
Учитель перевіряє якість виконання учнями тестових завдань, коментує правильність виконання завдань, ставить питання щодо повторення основних формул, виучуваних у цій темі	Формування компетентності у природничих науках: наукове розуміння природи, розвиток умінь спостерігати, аналізувати і висувати гіпотези для пояснення побаченого; інформаційної компетентності — вміння обробляти інформацію, подану в цифровому форматі, відеоряді тощо, та перетворювати її на текстову	Учні узагальнюють навчальний матеріал, розглядуваний у цій темі, оцінюють рівень своїх знань

IV. РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

Учитель пропонує учням декілька задач № 1-5, поданих у 12 варіантах (ці задачі вже були раніше, використовуються варіанти, що не розв’язували на попередніх уроках). Біля дошки можуть одночасно працювати від 2 до 4 учнів, які розв’язують один номер задачі в різних варіантах.

Задача 1

Під час нагрівання (охолодження) ідеальний газ в балоні з рухомим поршнем розширюється (стискається) і, переміщуючи поршень, здійснює роботу А_г. Внутрішня енергія газу при цьому змінюється від U₁ до U₂. Кількість теплоти, передана газу в цьому процесі, дорівнює Q. Обчисліть значення величини, позначеної зірочкою (*). Чи можна за наведеними в умові задачі даними визначити роботу зовнішніх сил, прикладених до поршня, і якщо так, то чому вона дорівнює? Як змінилась — збільшилась чи зменшилась — температура газу в цьому процесі?

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
А_г, кДж	*	3,0	5,0	6,0	*	3,5	5,0	6,5	*	4,0	4,5	5,5
U₁, кДж	3,5	*	5,0	6,5	4,0	*	4,5	6,0	4,5	*	5,5	2,0
U₂, кДж	3,0	5,0	*	4,5	3,5	6,0	*	34	2,5	7,0	*	4,0
Q, кДж	2,0	4,0	6,0	*	2,5	6,0	7,5	*	1,5	8,0	2,0	*

Задача 2

У процесі адіабатного стискання одноатомного ідеального газу, кількість речовини якого дорівнює V, зовнішні сили здійснюють роботу A і температура газу зростає від t до t₂. Обчисліть значення величини, позначеної зірочкою (*). Наведіть приклад практичного застосування описаного фізичного процесу.

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
V, моль	*	1,0	2,0	1,5	*	2,0	1,0	0,5	*	1,5	0,5	2,0
A, кДж	1,4	8,3	4,0	*	6,5	6,5	7,7	*	4,5	2,6	1,0	*
t₁, °С	20	30	*	40	30	40	*	20	40	10	*	30
t₂, °С	250	*	180	240	380	*	650	280	400	*	200	320

Задача 3

Під час ізобарного розширення одноатомного ідеального газу масою m йому передано кількість теплоти Q. При цьому температура газу зросла від T₁ до T₂. Обчисліть значення величини, позначеної зірочкою (*), або визначте вид газу.

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Газ	Ne	Kr	Ar	*	Ne	Kr	Ar	He	*	Kr	Ar	He
m, г	10	60	*	2,0	20	80	40	*	10	40	80	8,0
Q, кДж	1,0	*	0,85	0,83	4,1	2,6	*	1,7	1,1	1,4	9,6	*
T₁, К	*	300	370	400	280	*	370	420	270	310	*	410
T₂, К	350	400	450	520	*	480	490	500	380	*	590	560

Задача 4

У парову турбіну від нагрівача за час t надходить кількість теплоти Q. Потужність турбіни N. ККД турбіни η. Обчисліть значення величини, позначеної зірочкою (*).

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
N, МВт	200	*	400	300	400	*	300	200	300	*	200	400
t, с	15	40	*	30	20	60	30	40	30	20	*	20
Q, ГДж	*	40	20	60	*	80	*	80	*	30	30	32
η	0,15	0,10	0,20	*	0,20	0,15	0,25	*	0,25	0,20	0,10	*

Задача 5

Ідеальна теплова машина при надходженні від нагрівача кількості теплоти Q_Н здійснює роботу A, і при цьому кількість теплоти, віддаваної холодильнику, складає Q_х. Температура нагрівача Т_н, температура холодильника Т_х. Обчисліть значення величини, позначеної зірочкою (*).

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Q_н, кДж	20	*	30	*	50	*	40	50	*	60	*	80
A, кДж	8,0	20	*	27	*	37	22	*	*	30	12	*
Q_х, кДж	*	20	13	*	23	33	*	*	35	*	8,0	30
Т_н, К	500	*	700	450	*	750	*	900	650	800	*	850
Т_х, К	*	300	*	250	300	*	250	300	300	*	300	*

V. РЕФЛЕКСІЯ

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Повторити відповідні параграфи підручника, конспекти уроків, виконати завдання за задачником.

2. Розв’язати задачі.

1). Тепловий двигун, що працює при температурі нагрівача 527 °С і температурі холодильника 17 °С, має ККД 30 %. У скільки разів ККД цього двигуна менший за ККД ідеальної теплової машини, яка б працювала при тих самих температурах нагрівача та холодильника?

2). Скільки літрів бензину витрачає автомобіль масою 800 кг для подолання відстані 500 км, якщо ККД двигуна 25 %, а середня сила опору руху складає 0,06 ваги автомобіля? Питома теплота згоряння бензину 44 МДж/кг, густина — 710 кг/м³.

3). Газ можна перевести зі стану 1 у стан 2 двома способами (див. рис). У якому випадку реалізується більша робота? Під час якого процесу зміна внутрішньої енергії газу буде більшою?

Перша публікація: 01/01/2018

Останнє оновлення: 31/12/2023

Редакційна та навчальна адаптація: Даний матеріал зведено на основі першоджерела/оригінального тексту. Команда проєкту здійснила редакційне оглядове опрацювання, виправлення технічних неточностей, структурування розділів та адаптацію змісту до навчального формату.

Що було опрацьовано:

усунення форматних дефектів (OCR-помилки, розриви структури, дефектні символи);
редакційне упорядкування змісту;
уніфікація термінів відповідно до академічних джерел;
перевірка відповідності фактичних тверджень тексту першоджерела.

Усі згадки про автора, рік видання та походження первинного тексту збережено відповідно до джерела.