урок по физике Температура и тепловое равновесие 10 класс
план-конспект урока по физике (10 класс) на тему

Тема: Температура и тепловое равновесие

Тип урока: урок изучения нового материала

Вид урока: смешанный урок

Цель урока:  рассмотреть тепловое равновесие и физическую сущность температуры.

Задачи:

- образовательные: выяснить, что такое тепловое равновесие и какова физическая сущность температуры.

- воспитательные: формирование мировоззрения учащихся, системы взглядов и убеждений; воспитание личности социально активной, мобильной и адаптивной.

-развивающие: продолжить развитие умения анализировать, сопоставлять, сравнивать, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи; приводить примеры, формировать умения работы с литературой, картами, таблицами, схемами и т.д.

После изучения данной темы ученик должен знать:

- абсолютную температурную шкалу;

- абсолютный ноль температуры;

- как давление газа зависит от температуры.

План урока:

1. Объявление темы урока, мотивации и цели урока.

Мотивация:

В конце урока будет проведено тестирование, по итогам которого будут выставлены оценки. Также будет учитываться активность на уроке.

2. Актуализация опорных знаний.

Устный опрос.

Вопросы:

1. Назовите основные положения МКТ.

2.Какие значения масс молекул и их количества используют в макроскопических телах?

3.Что называют относительной атомной массой?

4.Что такое моль и чему равна постоянная Авогадро?

5.Какой газ называют идеальным?

3. Изучение нового материала.

О температуре.

Понятие температуры, связанное со степенью нагретости тела, возникло задолго до формирования молекулярно-кинетической теории. Люди научились измерять температуру значительно раньше того, как разобрались в ее физической сущности.

Всем известно: чтобы определить температуру вещества, нужно поместить в него термометр и подержать его там некоторое время.

Процесс теплообмена.

Когда соприкасаются два тела (или несколько тел), между ними происходит теплообмен.

Если система тел изолирована (т.е. не взаимодействует с окружающими телами и внешней средой), теплообмен будет длиться до тех пор, пока температуры тел не выравняются и не установится тепловое равновесие.

Причем при теплообмене энергия переходит от тела, температура которого выше, к телу, температура которого ниже. При этом постепенно температура более нагретого тела уменьшается, а более холодного – увеличивается.

Тепловое равновесие.

Тепловым или термодинамическим равновесием называют такое состояние, при котором все макроскопические параметры в системе сколь угодно остаются неизменными. Это означает, что в системе не меняются объем и давление, не изменяются агрегатные состояния веществ, концентрации.

Оказалось, что при термодинамическом равновесии изолированной системы тел температура во всех частях системы является одинаковой, и поэтому она была принята за характеристику такого состояния системы.

Итак, температура характеризует состояние термодинамического равновесия изолированной системы тел.

Для измерения температуры служат специальные приборы – термометры. Между термометром, помещенным в вещество, и этим веществом через некоторое время устанавливается термодинамическое равновесие. Наибольшее распространение в быту получили жидкостные термометры, в основе которых лежит зависимость объема жидкости от температуры.

Температурная шкала Цельсия.

Для практического использования принята стоградусная температурная шкала и единица измерения температуры – градус Цельсия.

Эта шкала строится по двум температурам – температуре таяния льда (0°С) и температуре кипения воды (100°С).

Принцип действия газового термометра.

Смотрим видеофрагмент эксперимента Шарля.

В 1787 году Ж.Шарль из эксперимента установил прямую пропорциональную зависимость давления газа от температуры. Из опытов следовало, что при одинаковом нагревании давление любых газов изменяется одинаково. Использование этого экспериментального факта легло в основу создания газового термометра.

Основа газового термометра – заполненный газом герметичный сосуд, соединенный с манометром. При изменении температуры изменяется давление газа в сосуде, что фиксирует манометр. Шкалу манометра можно разметить в единицах температуры.

Термодинамическая шкала.

Это шкала, предложенная Кельвином.  В этой шкале нет отрицательных температур. За нулевое значение в ней принят абсолютный ноль = 273,15 К.

Еще одна форма  уравнения МКТ.

Опытным путем было установлено, что при постоянном объеме давление газа прямо пропорционально его концентрации и температуре:

P=nkT, где k – коэффициент пропорциональности.

Экспериментальные исследования показали, что эта зависимость одинакова для разных газов. k – постоянная Больцмана k= 1.38* Дж/К.

Температура – мера средней кинетической энергии молекул.

Объединив уравнения

Р=nE˳ и P=nkT получаем E˳=kT.

Из этого соотношения следует, что температура и средняя кинетическая энергия молекулы находятся в прямо пропорциональной зависимости.

Поэтому температуру можно назвать мерой средней кинетической энергии частиц, характеризующей интенсивность теплового движения молекул.

Этот вывод МКТ хорошо согласуется с экспериментальными данными, показывающими увеличение скорости частиц вещества с ростом температуры.

4. Совершенствование знаний.

Решим задачу.

В закрытом сосуде содержится газ при температуре 320 К. Какой должна быть конечная температура, чтобы давление газа возросло в три  раза?

5. Диагностика.

№2 из упражнения 2 на стр. 36.

6. Домашнее задание.

Ответить на вопросы к §12.

Структура занятия:

-актуализация опорных знаний –

- изучение нового материала –

- совершенствование знаний –

- диагностика урока –

- домашнее задание –

- подведение итогов –