Методика решение задач по термодинамике в 8-х классах


Методика решение задач по термодинамике в 8-х классах
Раздел термодинамики в 8-х классах представлен процессами нагревание,
плавление, парообразование, сгорание топлива, тепловые двигатели.
При решении учащиеся испытывают определенные трудности: не могут применить
закон сохранения энергии, не видят всех процессов, путают температуры. Я в своей
практике использую вычерчивание графиков протекающих процессов и учу этому
учащихся.
На графике учащиеся проставляют температуру и показывают стрелками, отдает
тело количество теплоты или получает
Предлагаю свой порядок решения задач.
После того, как учащиеся познакомились с формулой количества теплоты при
нагревании и охлаждении, научились работать с единицами измерения и быстро
выражать и формулы массу, изменение температуру, удельную теплоемкость,
перехожу к более сложным задачам.
1.Пример
Два тела с разной температурой приводятся в тесный контакт.(Это может быть
нагретое твердое тело опущенное в жидкость, две жидкости разных
температур соединяют вместе) и наступает тепловое равновесие. Из графиков
видно, что одно тело отдает количество теплоты, другое получает
Q
1=
m
1
c
1
(t
1
- t)
Q
2=
m
2
c
2
(t t
2
)
Q
1
= Q
2
m
1
c
1
(t
1
- t) = m
2
c
2
(t t
2
)
Из данного равенства выражаем любую величину, согласно условию задач. (
Несколько позже добавляю процент потери энергии при теплообмене)
2.Пример
Твердое тело, при заданной температуре , плавится. (аналогично жидкое тело
переходит в парообразное). Найти количество теплоты.
Q
1=
m
1
c
1
(t
1
- t)
Q
2 =
m
1
λ
Q = Q
1
+ Q
2
Q = m
1
c
1
(t
1
- t) + m
1
λ
3.Пример
Тело отвердевает и остывает (пар конденсируется и вода остывает) Найти
какое количество теплоты выделится.
Q
1 =
- m
1
λ
Q
2 =
m
1
c
1
(t t
1
)
Q = Q
1
+ Q
2
Q = -( m
1
λ + m
1
c
1
(t
1
t)
4. Пример
В сосуде с заданной массой находится жидкость при температуре . В
жидкость помещается нагретое тело. Происходит теплообмен.
Q
1=
m
1
c
1
(t
1
- t)
Q
2=
m
2
c
2
(t t
2
)
Q
3=
m
3
c
3
(t t
2
)
Q
1
= Q
2 +
Q
3
m
1
c
1
(t
1
- t) = m
2
c
2
(t t
2
) + m
3
c
3
(t t
2
)
Из данного равенства выражаем любую величину, согласно условию задач. (
Несколько позже добавляю процент потери энергии при теплообмене)
5.Пример
Нагретое тело при остывании нагревает и плавит лед (Нагретым телом может
быть твердое тело и жидкость)
Q
1=
m
1
c
1
(t
1
t
пл
)
Q
2=
m
2
c
2
(t
пл
t
2
)
Q
3 =
m
2
λ
Q
1 =
Q
2 +
Q
3
m
1
c
1
(t
1
t
пл
) = m
2
c
2
(t
пл
t
2
) + m
2
λ
Из данного равенства выражаем любую величину, согласно условию задач. (
Для сильных ребят добавляю процент потери энергии при теплообмене)
6.Пример
Стоградусный пар, или жидкий металл при температуре плавления
превращает лед при отрицательной температуре в воду при 0
0
С.
Q
1 =
r m
1
Q
2 =
m
1
c
1
(t
пар
t
пл
)
Q
3 =
m
2
c
2
(t
пл
t
1
)
Q
4 =
m
2
λ
Q
1 +
Q
2 =
Q
3 +
Q
4
r m
1 +
m
1
c
1
(t
пар
t
пл
) = m
2
c
2
(t
пл
t
1
) + m
2
λ
Из данного равенства выражаем любую величину, согласно условию задач.
7.Пример
Нагретое твердое тело поставлено на лед при отрицательной температуре. В
результате теплообмена образовалась вода при некоторой температуре.
Q
1 = =
m
1
c
1
(t
1
t)
Q
2 =
m
2
c
2
(t
пл
t
2
)
Q
3 =
m
2
λ
Q
4 =
m
2
c
2
(t t
пл
)
Q
1 =
Q
2 +
Q
3 +
Q
4
m
1
c
1
(t
1
t) = m
2
c
2
(t
пл
t
2
) + m
2
λ + m
2
c
2
(t t
пл
)
Из данного равенства выражаем любую величину, согласно условию задач.
8.Пример
Лед при отрицательной температуре превращается в стоградусный пар в
результате сгорания топлива.
Q = m
1
q
Q
1 =
m
2
c
1
(t
пл
t
1
)
Q
2 =
m
2
λ
Q
3 =
m
2
c
2
(t
пар
t
пл
)
Q
4 =
r m
2
Q = Q
1 +
Q
2 +
Q
3 +
Q
4
m
1
q = m
2
c
1
(t
пл
t
1
) + m
2
λ + m
2
c
2
(t
пар
t
пл
) + r m
2
Из данного равенства выражаем любую величину, согласно условию задач. (
Для сильных ребят добавляю процент потери энергии при теплообмене)
Пользуясь графическим методом, я добиваюсь у восьмиклассников хороших
результатов (до 75% учащихся после работы с графическим изображением
процессов решают задачи высокого уровня, в том числе и с КПД.