Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Analizujemy przepływ energii w postaci ciepła i pracy mechanicznej w silnikach i pompach cieplnych.

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach;

19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;

VI. Termodynamika. Uczeń:

15) analizuje przepływ energii w postaci ciepła i pracy mechanicznej w silnikach i pompach cieplnych.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. określi, jak energia w postaci ciepła i pracy przepływa w silniku cieplnym i w pompie ciepła.

2. wyjaśni, czym różni się cykl pracy silnika i pompy ciepła.

3. zastosuje zasadę zachowania energii do cyklu silnika cieplnego i pompy ciepła.

4. przeanalizuje wykresy cykli przemian gazowych przebiegających w przeciwnych kierunkach.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów).

Metody nauczania:

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów.

Formy zajęć:

- praca w grupach;
- praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia.

Materiały pomocnicze:

e‑materiały „Co to jest silnik cieplny”, „Co to jest pompa ciepła”, „Jak zanalizować cykle termodynamiczne?”, „Cykl Carnota”.

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

• Wprowadzenie zgodnie z treścią w części „Czy to nie ciekawe?”.

• Odwołanie do potocznej wiedzy uczniów o zastosowaniu silnika cieplnego i pompy ciepła.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wyjaśnia przepływy energii w silniku cieplnym i pompie ciepła, odnosząc się do porównania z silnikiem i pompą hydrauliczną.

Nauczyciel pyta uczniów o zastosowania zasady zachowania energii w silniku i pompie ciepła.

Uczniowie zgłaszają pomysły związku między ciepłem pobranym, oddanym i pracą w tych urządzeniach, dochodząc z pomocą nauczyciela do właściwych wzorów. Uczniowie w grupach analizują cykle złożone z dwóch przemian izobarycznych i dwóch izochorycznych, przedstawione w układzie p – V i przebiegające w przeciwnych kierunkach i dochodzą do wniosku, który z nich jest cyklem pompy ciepła, a który cyklem silnika cieplnego.

Uczniowie oglądają film‑samouczek.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w grupach rozwiązują zadanie powiązane z filmem (Polecenie 1) i zadanie 7 z części „Sprawdź się”.

Praca domowa:

Zadania z części „Sprawdź się”: obowiązkowo 1‑4, do wyboru jedno z pozostałych zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.