План-конспект урока по физике. Тема: Температура и тепловое равновесие
Цель урока: ввести понятие теплового равновесия, рассмотреть температуру как характеристику состояния теплового равновесия системы, познакомить учащихся со способами измерения температуры, обосновать необходимость газовой шкалы температур.
Ход урока
Проверка домашнего задания способом выполнения самостоятельной работы.
Учащимся предложены задачи 2 – уровней сложности; выбирают уровень сложности по желанию.
Задачи 1 – го уровня сложности.
1 Газ способен к неограниченному расширению.
2 Сравните давление кислорода и водорода при одинаковых концентрациях и равных средних квадратичных скоростях.
Решение. P₁ = 1/3 M₁/NA·n·V̄²; P₂= 1/3M₂/NA·n·V̄²; P₁/P₂ = M₁/M₂ = 16.
5 В сосуде вместимостью 0,2 м³ содержится 1 моль идеального газа при давлении 21·105 Па. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул газа.
Решение. P = 2/3 n Ē = 2/3 QUOTE 
·Ē = 2/3 QUOTE 
·Ē; Ē = QUOTE 
; Ē = 10-18 (Дж)
Задачи 2-го уровня сложности.
1 Почему два свинцовых бруска с гладкими чистыми срезами слипаются, если их прижать друг к другу?
2 В результате нагревания давление газа в закрытом сосуде увеличилось в 9 раз. Во сколько раз изменилась средняя квадратичная скорость молекул?
Решение. P₁ = 1/3m₀ n V̄²; P₂ = 1/3 m₀ n ·V̄²; P₁/P₂ = V̄₁²/V̄₂²; V₂/V₁ = QUOTE 
= 3
3 В колбе находится газ при давлении 2·104 Па. При нагревании колбы давление газа
увеличилось до 10·104 Па. Плотность газа ρ = 1.3 кг/м³. На какую величину при этом изменится средняя скорость молекулы?
Решение. P = 1/3 m₀ n V̄² = 1/3 ρ·V̄²; V₁² = 3P₁/ρ; V₂²= 3P₂/ρ; ΔV² = 3P₂/ρ – 3P₁/ρ
V = 260 м/с
Изучение нового материала.
1. Знакомство с макроскопическими параметрами состояния газа: (Р- давление, V- объем, Т- температура),характеризующими состояние макроскопических тел, без учета молекулярного строения.
2. Формирование понятия теплового равновесия как некоторого состояния группы макроскопических тел, в которых после установления контакта прекращается изменение макроскопических параметров тел.
3. Формирование понятия температуры как величины, позволяющей описывать тепловое равновесие между телами, находящимися в тепловом контакте. Следует отметить, что в Международной системе единиц температура выбрана в качестве одной из основных единиц.
4. Демонстрация. «Наблюдение явления расширения воды при нагревании»
Берем колбу с длинной узкой трубочкой. Наливаем в неё подкрашенную воду и закрываем колбу пробкой. Отметим начальный уровень воды с помощью маркера. Нагреем воду на спиртовке, наблюдая за уровнем воды в трубке. Когда уровень воды заметно увеличится, опустим колбу в сосуд с холодной водой. Вывод делают учащиеся.
5. Измерение температуры
А) Тело необходимо привести в тепловой контакт с термометром.
Б) Термометр должен иметь массу значительно меньше массы тела.
В)Показания термометра следует отсчитывать после наступления теплового равновесия.
6. Термометры
А) жидкостный термометр (ртуть – температура от -38˚С до 260˚С; глицерин — от — 50˚С
до 100˚С).
Б) Термопара ( температура от — 269˚С до 2300˚С
В) Термисторы: сопротивление зависит от температуры.
Г) Газовые термометры.
Обосновать необходимость введения газовой шкалы температур в связи с особенностями изменения объема разных жидкостей при нагревании (показания ртутного и спиртового термометра совпадают в двух опорных точках: 0˚С и 100˚С
7. Фронтальный эксперимент – наблюдение расширения воздуха при нагревании
В колбу с плотно закрытой пробкой стеклянной трубкой малого диаметра помещаем 2 капли подкрашенной воды. Около пробки должен быть небольшой столбик воды.
Колбу закрепим на штативе. Руками нагреем воздух в колбе, заметим, что столбик воды в трубке перемещается. Уберем руки и вновь наблюдаем за перемещением столбика воды.
9. Сообщение учащегося о создании газового термометра Ж. Шарлем (фр. Физиком)
10. Сообщение второго учащегося о преимуществах газового термометра.
Подведем итоги урока.
Домашнее задание: § 66, №459, 464
(1 votes, average: 5,00 out of 5)