Урок решения задач по теме «Основы термодинамики»

Класс: 10.

Тема урока: « Решение задач по теме «Первый закон термодинамики».

Тип урока: урок проверки знаний, умений и навыков.

Цели урока:

· создать условия для проверки знаний, умений и навыков учащихся по теме «Первый закон термодинамики»;
· содействовать развитию самостоятельности мышления учащихся, способствовать развитию памяти и внимания учащихся;
· способствовать воспитанию дисциплинированности, аккуратности; содействовать формированию научного мировоззрения учащихся.

 

Форма урока: решение задач.

Ход урока

I. Организация начала урока.

II. Актуализация знаний.

1. Запишите обозначения следующих величин:

– внутренняя энергия
– изменение внутренней энергии
– количество теплоты
– работа внешних сил
– работа газа

2. Запишите формулу 1 закона термодинамики
3. Запишите формулу расчета изменения внутренней энергии для одноатомного газа
4. Запишите формулу работы внешних сил при сжатии
5. Запишите соотношение между работой внешних сил и работой газа

6. Запишите формулу 1 закона термодинамики для изобарного процесса

7. Запишите формулу 1 закона термодинамики для изохорного процесса

8. Запишите формулу 1 закона термодинамики для изотермического процесса

9. Запишите формулу 1 закона термодинамики для адиабатного процесса

 

III. Решение задач.

Фронтально (уровень В и С)

№ 1.

Гелий нагревается при постоянном давлении. При этом ему сообщено 20 кДж теплоты. Определить изменение внутренней энергии газа и совершённую им работу.

Решение.

А^/ = рΔV = , ΔU = , Q = ΔU + А^/ = , , ΔU = ,

А^/ = 8 кДж, ΔU = 12 кДж.

№ 2.

При адиабатном сжатии 1 моля одноатомного газа внешними силами была совершена работа А. Во сколько раз увеличилась средняя квадратичная скорость молекул этого газа, если начальная температура газа равна Т₁?

Решение.

ΔU = А = U₂ - U₁, U = , U = , A = , T₂ =

, ,

Самостоятельная работа.

Вариант 1

А1. Идеальный газ совершил работу 400 Дж, при этом его внутренняя энергия увеличилась на 100 Дж. Чему равно количество теплоты, которое получил или отдал газ в этом процессе?

1) газ получил 500 Дж 3) газ отдал 500 Дж

2) газ получил 300 Дж 4) газ отдал 300 Дж

A2. Идеальный одноатомный газ в количестве 6 молей поглощает количество теплоты Q. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом процессе равна 1 кДж. Поглощённое количество теплоты равно

1) 0,5 кДж 3)1,5 кДж

2) 1 кДж 4)2,5 кДж

A3. Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жесткими стенками объёмом 0,6м³. При нагревании его давление возросло на 3^.10³Па. Насколько увеличилась внутренняя энергия газа?

1) на 0,2 кДж 3) на 0,9 кДж

2) на 1,8 кДж 4) на 2,7 кДж

А4. Какое количество теплоты нужно передать молю одноатомного идеального газа, чтобы изобарно увеличить его объём в 3 раза? Начальная температура газа Т₀.

1) RT₀ 2) 3 RT₀ 3) RT₀ 4) 5RT₀

A5. На рисунке представлен график зависимости давления идеального одноатомного газа от его объёма. Газ получил 500 кДж теплоты. Внутренняя энергия при этом

1) уменьшилась на 300 кДж

2) увеличилась на 300 кДж

3) уменьшилась на 700 кДж

4) увеличилась на 700 кДж

 

 

B1. Установите соответствие между описанными в первом столбце особенностями применения первого закона термодинамики к различным изопроцессам и названием изопроцесса.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ	НАЗВАНИЕ ИЗОПРОЦЕССА
А)	Все переданное газу количество теплоты идет на совершение работы, а внутренняя энергия газа остается неизменной.	1) изотермический   2) изобарный   3) изохорный   4) адиабатный
Б)	Изменение внутренней энергии газа происходит только за счет совершения работы, так как теплообмен с окружающими телами отсутствует.

В2. Какое количество теплоты выделится при изобарном охлаждении 80 г гелия с 200ºС до 100 ºС? Ответ выразите в килоджоулях (кДж) и округлите до целых.

С1. Какое количество теплоты получит1 моль идеального одноатомного

газа при изобарном нагревании от некоторой начальной температуры и

последующем адиабатном расширении, если при адиабатном расширении газ

совершает работу А, а в конечном состоянии тем­пература равна начальной?

 

 

Вариант 2

А1. Идеальный газ совершил работу, равную 300 Дж. При этом внутренняя энергия увеличилась на 300 Дж. В этом процессе газ…

1) отдал 600 Дж 3) получил 600 Дж

2) отдал 300 Дж 4) получил 300 Дж

А2. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа U = 300 Дж. Газ занимает объём V = 2л. Давление газа равно…

1) 10² Па 3) 10⁴ Па

2) 10³ Па 4) 10⁵ Па

A3. Чему равно изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты 500 Дж, а газ при постоянном давлении 10⁵ Па расширился на 3 ^. 10 ^{– 3 м3}?

1) 300 Дж 3) 200 Дж

2) 250 Дж 4) 400 Дж

А4. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при повышении его температуры в 2 раза при неизменном объёме

1) увеличивается в 2 раза

2) уменьшается в 2 раза

3) увеличивается в 4 раза

4) уменьшается в 4 раза

A5. На рисунке представлен график зависимости давления идеального

одноатомного газа от его объёма. Газ отдал 500 кДж теплоты.

Внутренняя энергия при этом

1) уменьшилась на 300 кДж

2) увеличилась на 300 кДж

3) уменьшилась на 700 кДж

4) увеличилась на 700 кДж

 

 

В1. Установите соответствие между описанными в первом столбце особенностями применения первого закона термодинамики к различным изопроцессам и названием изопроцесса.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ	НАЗВАНИЕ ИЗОПРОЦЕССА
А)	Внутренняя энергия газа изменяется только за счёт теплообмена с окружающими телами.	1) изотермический   2) изобарный   3) изохорный   4) адиабатный
Б)	Изменение внутренней энергии газа происходит за счет совершения работы и теплообмена с окружающими телами.

В2. 1 моль инертного газа сжали, совершив работу 600 Дж. В результате сжатия температура газа повысилась на 40°С. Какое количество теплоты отдал газ? Ответ округлите до целых.

С1. Масса т идеального газа, находящегося при темпера­туре Т, охлаждается

изохорно так, что давление па­дает в п раз. Затем газ расширяется при

постоянном давлении. В конечном состоянии его температура рав­на

первоначальной. Молярная масса газа и. Опреде­лить совершенную

газом работу.

VI. Итоги урока.

VII. Домашнее задание: повт.§ 11, с.78-

VIII. Рефлексия.

Список литературы:

Физика: учебное пособие для 10 класса общеобразоват. учреждений с рус. яз. обучения / Е.В.Громыко и др. — Минск: Адукацыя i выхаванне, 2013.- 272 с.