Термодинамика негіздері тақырыбына есептер шығару

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*10⁴  Дж

№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

1. Үйге тапсырма. Бағалау.

— тақырыптарды қайталап оқу;

— есептер жинағынан № 2.335;2.336;2.337

VІ. Қорытынды

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

Кері байланыс