Сабақтың тақырыбы: Термодинамиканың бірінші заны. Ғаз бен будың ұлғаюындағы жұмысы

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: МКТ тұрғысынан ішкі энергия ұғымын беру және ғазбен будың ұлғайғандағы жұмысы ұғымын енгізу, жүйенің ішкі әиергиясы, жұмыс және жүйеге берілген жылу мөлшері арасындағы байланысты тағайындау;

2. Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.

3. Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау

Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.

Сабақтың көрнекіліктері: плақаттар, суреттер,

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

1. Сәлемдесу;

2. Оқушыларды түгендеу;

3. Сынып бөлмесінің тазалығын тексеру;

4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);

5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А) теориялық білімдерін тексеру.

Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін тексеру.

ІІІ. Білімді жан-жақты тексеру.

ІV. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.

Бакылау жұмысын талдау.

V. Жаңа материалды меңгерту:

МКТ тұрғысынан ішкі энергия ұғымын енгізу.

МКТ тұргысынан ішкі энергия-денені (жүйені) құрайтын микробөлшектердің қозғалыс және өзара әсерлесу энергиясы. Нақтырақ айтсақ, ішкі энергия дегеніміз:

а) молекулалар мен атомдардың қозғалысының ілгерілемелі, айналмалы және тербелмелі қозғалыстарының кинетикалық энергиясы;

б) молекулалар мен атомдардың өзара әсерлесуінің пөтенциальдық энергиясы;

в)атомдардың әлектрондық қабаттарының энергиясы;

г) ядроның ішкі энергиясы.

Аса жоғары емес температураларда ішкі энергиясын өзгеруі молекулалар (немесе атомдардың) кинетикалық және пөтенциальдық энергияларының өзгеруі есебінен болады.

U-дененін ішкі энергиясы физикалық шама.

DU -дененің ішкі энергиясынын өзгеруі жылу берілу және жұмыс істеу нәтижесінде жүзеге асатыны белгілі.

Ғаз бен будың ұлғайғандағы жұмысы.

Тұрақты қысымда ғаздың немесе будың көлемі өзгергенде жұмыс атқарылады, Жүйенің күйін сипаттайтын физикалық шамалар макроскопиялық параметрлер деп аталады, және оларға қысым көлем температура және масса жатады.

Макроскопиялык параметрлердің біреуі тұрақгы, қалған екеуі бір-біріне байланысты өзгеретін процестер изопроцестер деп аталады.

1.Изобаралык процес p=const,

2. Изөтермиялық процес T=const, рV=const,

3. Изохоралық процес V=const

3) Изобаралық процесс үшін ғаз жұмысының формуласын қорытып шығару. А=рDV

Жұмыстың геометриялық түсініктемесі.

ТД-ның 1-заңы жылу құбылыстары үшін энергиянын сақталу және айналу заңы. Q=DU+A ТД-ның 1-заңынан шығатын салдарлар:

Егер дене энергия (жылу) алмаса, онда ол механикалық жұмысты тек өзінің ішкі энергиясын азайту есебінен жүргізеді, яғни Q= 0 болса, А=-DU

Ал, егер дененің немесе денелер жүйесінің ішкі энергиясы өзгермесе Д₂ =0 болса, ешқандай механикалық жұмыс атқарылмайды, А=0. Сол себепті ешқандай энергия жұмсамай жұмыс істейтін құрылғы, яғни мәңгі қозғалтқыш жасау мүмкін емес.

Жылу алмасусыз жүретін процесті адиабаталық деп атайды. Атмосфераның жоғары, тығыз емес қабаттарында жылдам көтерілген ауа қабаттарының салқындап, бұлттарға айналуы адиабаталық процестерге жатады. Айнымалы жұлдыздар (цефеидтер) жарқылының периодты өзгеруі олардың сыртқы кабықтарындағы адиабаталық ұлғаюы мен сығылуы процестеріне байланысты.

VІ. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.

Өткен тақырып сұрақтарын талдау.

VІІ. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.

Есептер шығарту

VIІI. Бағалау. Үй тапсырмасын беру.

І. Сабақтың тақырыбы: Жылу қозғалтқыштары. ПӘК. Жылу қозғалтқыштарының рөлі және қоршаған ортаны қорғау.

ІІ.Сабақтың мақсаты:
1. Білімділік: Жылу қозғалтқыштары, ПӘК, әкология ұғымдарымен танысу.
2. Дамытушылық: Пайдалы әрекет коәффиценттеріне есептер шығаруды үйрету, термодинамиканың ІІ заңының қолдануын, қоршаған ортаны қорғау, дамыту.
3. Тәрбиелік: Әкологиялық тәрбие беру, табиғатты аялай білуді үйрету.

ІІІ. Сабақтың әдісі: Баяндау, сұрақ – жауап.
ІV. Сабақтың түрі: Аралас сабақ.
V. Сабақтың көрнекілігі: Плақаттар, әлектронды оқулық, дидактикалық материал.
VІ. Пәнаралық байланыс: Табиғаттану, география, химия.

VІІ. Сабақтың барысы.
1. Ұйымдастыру кезеңі:
А) Амандасу.
Ә) Оқушыларды түгендеу.
Б) Үй тапсырмасын сұрау.

1. Изөтермиялық процесс кезінде идеал ғаздың ішкі энергиясы қалай өзгереді?
2. Изохоралық процессте жұмыс істеліне ме?
3. Изобаралық процесс кезіндегі жұмыс туралы түсінік.
4. Изобаралық процессте ғаздың істейтін жұмысын қалай табуға болады?
5. Изөтермиялық ұлғаюда ғаз күйін график арқылы сипаттау.
6. Адиабаталық процесс деген не?
7. Термодинамиканың І заңы деген не?
8. Қандай процесс қайтымсыз болып саналады?
9. Екінші текті мәңгілік қозғалтқыш деген не?

VІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру.
Жүйенің ішкі энергиясы механикалық энергияға түрленетін құрылғыларды жылу машиналары немесе жылу қозғалтқыштары деп аталады.
3 түрін: турбиналық, поршенді, реактивті. Ғаз турбиналары: Ұшақта, кемелерде, локомотивте қолданады.
Реактивті қондырғы: зымырандар мен ұшақтарда.
Поршенді автокөліктер мен ауылшаруашылық техникаларды қолданады.
А = Q₁ – Q₂.
Q₁ – жылу мөлшері. Қыздырғыштан алатын жылу мөлшері.
Q₂ – тоңазытқышқа беретін жылу мөлшері. Атмосфера, арнайы салқындатқыш.
1824 ж. француз инжөнері Сади Қарно жылу машинасының максимал мүмкін болатын ПӘК – і мына формуламен анықталады:
ή = Q₁-Q₂/Q₁• 100%
Жылу қозғалтқышының пайдалы әрекет коәффиценті деп қозғалтқыштың істеген А = Q₁ – Q₂ жұмысының жылытқыштан алған Q1 жылу мөлшеріне қатынасын айтады.
Т₁ – Т₂
Т₁ → А₁ → Т₂ принцпін түсіндіру.
Т₁ – қондырғыш температурасы.
Т₂ – тоңазытқыш температурасы.

Ғаз әрі қарай жұмыс жасау үшін үлкен энергия не болу үшін бастапқы қалпына келетіндей етіп сығады.
Ғазды бастапқы күйіне қайтарып отыратын ғаз күйі өзгерістерінің жиынтығын, периодты түрде қайталанатын немесе дөңгелек цикл (процесс) деп аталады.

Ауыл шаруашылығы мен өндірісте жылу қозғалтқыштарының рөлі айтарлықтай маңызды. Жылу қозғалтқыштары ауыл шаруашылығы мен өндірістің барлық салаларының дамуын жүзеге асыратын жылу әлектрстансаларында кеңінен пайдаланылады.

Дизелдік қондырғылары мен іштен жану қозғалтқыштарынсыз, поршенды қозғалтқыштар мен трубореактивті қозғалтқыштарсыз қазіргі заманғы көлікті елестету мүмкін емес.

Сонымен бірге әкономика проблемаларын шеше отырып, адамзат тіршілік ететін ортаға жылу қозғалтқыштарының бөлінетін зиянды қалдықтардың атмосфераны ластауы, әртүрлі факторларының әрекетімен байланысты.

Атмосфера табиғи және жасанды (антропогендік) жолмен ластанады. Жасанды ластану: атмосфераны ластаушылардың ең негізгілері транспорт түрлері, әсіресе автомобилдердің жанармайларының жану өнімдері болып табылады.

Француз ғалымы Ж. Детридің есептеулері бойынша, автомобилдерден бөлінген ғаздың құрамында: көмірқышқыл ғазы – 9%, көміртек оксиді - 4%, көмірсутектер – 0, 5%, оттек - 4%, сутек - 2%, альдегитер – 0, 004%, азот оксидтері – 0, 06%, күкірт оксидтері – 0, 006% барлығы 200 - ге жуық компоненттері бар екенін анықтады.

Әрбір автомобилден күніне ауаға 3000 кг көміртек оксидтері т. с. с. отынның толық емес жану өнімдері бөлінеді.
Үйге тапсырма беру.