Термодинамика негіздері тақырыбына есептер шығару

1184

 

Сабақтың тақырыбы: Термодинамика негіздері тақырыбына есептер шығару

Сабақтың мақсаты:

  • Жылулық құбылыстар, дененің ішкі энергиясы  ұғымын  беру және  ішкі энергияның өзгеру жағдайларын қарастыру және термодинамикалық жұмыс, термодинамиканың бірінші заңын изопроцестерде қолдану тақырыптарына есептер шығаруға   үйрету
  • Ішкі энергияның өзгерісін анықтауда оқушының байқағыштық, танымдық, қырағылық және есте сақтау қабілеттерін, теориялық білімі мен физикалық тілін дамыту.
  • Оқушыларды алғырлыққа, зеректікке баулу және жылу алмасудың адамзат өмірінде физикалық құбылыс ретінде атқаратын ролін ашып беру.

Сабақтың типі: қайталау

Сабақтың түрі: топтық ізденіс

Сабақтың әдіс-тәсілі:топтық жұмыс, сұрақ-жауап, постер қорғау, есептер шығару

Пәнаралық байланыс: химия, география,математика, астрономия

Көрнекіліктер: слайд, суреттер, семантикалық карта, есептер, постер

Сабақтың құрылымы:

І. Ұйымдастыру бөлімі

ІІ. Постер қорғау

ІІІ. Есептер шығару

ІV. Семантикалық карта

  1. Үйге тапсырма. Бағалау.

VІ. Қорытынды

І. Ұйымдастыру бөлімі

— сынып тазалығы;

— сыныпты түгендеу;

-сыныпты топқа бөлу;

— бағалау парағын үйлестіру

ІІ. Постер қорғау

1-топқа: Ішкі энергия. Ішкі энергияны өзгерту тәсілдері

2- топқа: Механикадағы және термодинамикадағы жұмыс

3- топқа: Термодинамиканың І заңын изопрцестерде қолдану

Ішкі энергия:

Ішкі энергия  -(2)    (1)-бір атомды газдың ішкі энергиясы  (2)-екі; (З)-үш            Сүйтіп ішкі энергия молекулаларынң еркіндік дәрежесіне байланысты

Ішкі энергиянын өзгеру тәсілдері    А*- Сыртқы кұштің атқарған жұмысы А — газдың атқарған жұмысы

Термодинамитканың 1 -Заңы

  1. М. Ломоносов үйкелісте қолдың қызатынын байқаған.
  2. Б.Румфорд зембірек жасайтын заводта бұрғамен жұмыс  істегенде  темір қызады.
  3. Дэви 1799 екі мұзды бір-біріне үйкелдіріп суға айналдырған.
  4. Роберт Майер кеме дәрегері 1840ж арал  Явада  штормдан  кейін су қызығанын байқаған.

Изохоралық процесс.

Изохоралық процесс кезінде газға берілетін энергия:

Тұрақты көлемдегі газдың меншікті жылу сыйымдылығы:

Изохоралық процесс кезіндегі берілген жылу мөлшері:

Бір атомды идеал газ үшін:

 

Изобаралық процесс.

Изобаралық процесс үшін термодинамиканың бірініш заңы:

Изобаралық процесс кезіндегі берілген жылу мөлшері:

Бір атомды идеал газдың меншікті жылу сыйымдылығы:

Сонда изобаралық процесс кезінде берілген жылу мөлшері:

Екі атомды идеал газбен жұмыс істесек:

Изотермиялық процесс.

Изотермиялық процесс үшін термодинамиканың бірінші заңы:

Газдың осы процестегі жылу сыйымдылығы  шексіздікке тең.

Идеал газдың изобаралық және изохоралық процестеріндегі меншікті жылу сыйымдылықтарының арасындағы байланыс:

тұрақты қысым кезіндегі мольдік жылу сыйымдылық.

тұрақты көлем кезіндегі мольдік жылу сыйымдылық.

 —Майер формуласы.

 

ІІІ. Есептер шығару

 

  • Топқа:

№1. 127 0С температурадағы массасы 4г гелийдің ішкі энергиясы неге тең?  (М(Не)=4*10-3 кг/моль)  U=3mRT/2M= 3*4*10-3*8.31*400/2*4*10-3=4986Дж

№2. Бір атомды идеал газдың 2 молін 50 К-ге қыздырған. Газдың ішкі энергиясының өзгерісі? (R=8,31 Дж/моль ) U= 3*νRT/2= 3*2*8.31*50/2=1246.5Дж

№3. T=300 K  температурадағы массалары m1=20г гелий мен   m2=10г неоннан тұратын қоспаның ішкі энергиясын табыңдар U1= 1869.75Дж U2= 18697.5Дж  U= U1+ U2= 20567.25= 2.1*104 Дж

  • Топқа:

№1. Циклдік процесс нәтижесінде, газ 100Дж жұмыс атқарып, тоңазытқышқа 400Дж жылу берді. Циклдің пайдалы әрекет коэффициетін анықтаңдар. ή = A/ Q= 100/400= 25 %

№2. 500 г темір кесегін -100С-тан +100С-қа дейін қыздыру үшін қажетті жылу мөлшері (темірдің меншікті жылу сыйымдылығы 780Дж/кг0С) Q= c*m (t2-t1 )= 780*0.5*20=7800Дж

№3. t=  270C температурада бір атомды идеал  газдың ішкі энергиясы U=15кДж. Осы газ молінің мөлшерін анықтаңдар ν= 2*U/3RT= 2*15*103/3*8.31*300=4 моль

  • Топқа:

№1. Газдың 800 молін 500 К-ге изобаралық қыздырған. Газдың жұмысын анықтаңыз? (R=8,31 Дж/моль )    = 5*800*500*8.31/2=831*10Дж

№2. Массасы 4 кг гелийді 100 К-ге изохоралы  қыздыру үшін  қажетті жылу мөлшерін және газдың  жұмысын анықтаңыз? ( М=4*10-3  кг /моль);  A=0. Q= U= 3*4*100*8.31/2*4*10-3= 1246.5кДж

№3. Баллонда T=300К температурадағы m=5кг аргон бар. Газдың ішкі энергиясы неге тең? U= 3mRT/2M=3*5*8.31*300/2*40*10-3= 467кДж

ІV. Семантикалық карта

 

 

Сұрақ Идел газдың ішкі энергия Изотер.пр үшін термодинамик І заңы Изохор.пр үшін термодин І заңы Изобар.пр

үшін термодин І заңы

Майер формуласы Термодинамиканың І заңы Термодинамикалық

жұмыс

Менш

жылу

сыйым

+ +
+
  +
+
+
+ +
+
+
 

Деңгейлік топтардың белгіленуі

А – тобы Б – тобы С – тобы
Аталуы Белгіленуі Өлшем бірлігі Формуласы
Жылу мөлшері Q Дж Q=cm( t2 – t1 )
Дененің массасы m кг m= Q/c( t2 – t1 )
Бастапқы температура t1 ° С t1 =t2 -Q/cm
Ақырғы температура t2 ° С t2 =Q/cm+t1
Меншікті жылу сыйымдылығы c Дж/кг*° С c=Q/m*t2 – t1
Температура өзгерісі t ° С t=Q/cm
Абсолют температура T К T=Q/cm

 

 

  1. Үйге тапсырма. Бағалау.

— тақырыптарды қайталап оқу;

— есептер жинағынан № 2.335;2.336;2.337

Оқушы аты-жөні Постер қорғау Есептер шығару Семантикалық карта Жинаған балл Бағасы

 

VІ. Қорытынды

  • Термодинамика дегеніміз не?
  • Ішкі энергия дегеніміз не?
  • Термодинамиканың бірінші заңы?

Кері байланыс