Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

I zasada termodynamiki a szczególne przemiany gazu doskonałego

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia - wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
Zakres rozszerzony
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
VI. Termodynamika. Uczeń:
2) rozróżnia przekaz energii w postaci ciepła między układami o różnych temperaturach i przekaz energii w formie pracy;
9) stosuje pierwszą zasadę termodynamiki do analizy przemian gazowych; rozróżnia przemiany: izotermiczną, izobaryczną, izochoryczną i adiabatyczną gazów;

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 osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. dowie się o czym mówi I zasada termodynamiki.

2. Uczeń dlaczego I zasada termodynamiki jest formą prawa zachowania energii.

3. zrozumie, że energia wewnętrzna w przemianie izotermicznej pozostaje stała.

4. przeanalizuje i zinterpretuje zależność między ciepłem i pracą w przemianie izotermicznej.

5. przeanalizuje i zinterpretuje zależność między zmianą energii wewnętrznej i pracą w przemianie adiabatycznej,

6. przeanalizuje i zinterpretuje zależność między zmianą energii wewnętrznej i ciepłem w przemianie izochorycznej.

7. przeanalizuje i zinterpretuje zależność między ciepłem, pracą i zmianą energii wewnętrznej w przemianie izobarycznej.

8. zastosuje zdobytą wiedzę, aby rozstrzygnąć, jaki znak ma ciepło i praca w konkretnych przemianach gazowych.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

- krótki wykład wprowadzający,
- analiza pomysłów uczniów,
- jak analizować poszczególne przemiany,
- pokaz filmu‑samouczka.

Formy zajęć:

- praca w parach,
- praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia.

Materiały pomocnicze:

e‑materiały: „Definicja energii wewnętrznej” , „Energia wewnętrzna jako funkcja stanu”, „O czym mówi I zasada termodynamiki?”, „I zasada termodynamiki jako zasada zachowania energii”, „Czym jest przemiana izotermiczna gazów?”, „Czym jest przemiana izobaryczna gazów?”, „Czym jest przemiana izochoryczna gazów?”, „Czym jest przemiana adiabatyczna gazów?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

– Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
– Odwołanie do wiedzy uczniów o I zasadzie termodynamiki.
– Przedstawienie celów lekcji.

Faza realizacyjna:

Po krótkim wykładzie wprowadzającym nauczyciel aktywizuje uczniów, zadając im pytania prowadzące do konstruowania wiedzy o zastosowaniu I zasady termodynamiki w przemianach gazowych, wykorzystując posiadane wcześniej informacje. W dyskusji uczniowie analizują kolejne przemiany opisane w części II. Przykładowe pytania do uczniów:

1. Czy energia wewnętrzna w przemianie izotermicznej zmienia się?

2. Jak zapisać I zasadę dynamiki dla przemiany izotermicznej?

3. Jaki warunek musi spełniać przemiana, aby była adiabatyczną?

4. Jak zapisać I zasadę dynamiki dla przemiany adiabatycznej?

5. Ile wynosi praca w przemianie izochorycznej?

6. Jak zapisać I zasadę dynamiki dla przemiany izochorycznej?

7. Jak zapisać I zasadę dynamiki dla przemiany izobarycznej?
   Uczniowie oglądają film‑samouczek, gdzie pokazano zastosowanie skonstruowanej wiedzy do rozwiązywania problemów.

Faza podsumowująca:

Uczniowie rozwiązują niektóre zadania od 4 do 8 w parach lub grupach.

Praca domowa:

zadania 1, 2 i 3 obowiązkowo, zadania od 4 do 8 nierozwiązane na lekcji dla ochotników

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Film‑samouczek (multimedium I) można wykorzystać na lekcji jako podsumowanie i utrwalenie wiedzy. Można też go wykorzystać jako materiał, służący powtórzeniu materiału po zajęciach. Multimedium II można potraktować jako zadania domowe lub niektóre z nich rozwiązać na lekcji.