Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Czym jest przemiana izotermiczna gazów?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia - wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.
Zakres rozszerzony
Treści nauczania - wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;
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;
VI. Termodynamika. Uczeń:
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.

• kompetencje cyfrowe.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. zdefiniuje przemianę izotermiczną.

2. opisze sposób przeprowadzenia przemiany izotermicznej.

3. objaśni, jak zmienia się ciśnienie gazu wraz ze zmianami objętości w tej przemianie.

4. sformułuje prawo Boyle’a – Mariotte’a słowami.

5. sformułuje prawo Boyle’a – Mariotte’a równaniem.

6. zanalizuje i zinterpretuje zmiany wielkości użytych w powyższym równaniu.

7. objaśni jakościowo przyczynę zmian ciśnienia w przemianie izotermicznej.

8. skonstruuje wykres w układzie p‑V dla przemiany izotermicznej.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna

Metody nauczania:

Film edukacyjny lub przeprowadzenie doświadczenia, , burza mózgów, analiza pomysłów.

Formy zajęć:

praca w grupach

Środki dydaktyczne:

strzykawka lekarska o pojemności 10 – 20 cm3 (zakorkowana), sztywna listwa z podpórką, odważnik 1 – 2 kg, linijka lub komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiały: „Ciśnienie hydrostatyczne w obliczeniach”, „Jaki jest związek pomiędzy temperaturą w skali Kelwina, a średnią energią ruchu cząsteczek gazu doskonałego”, „Jak wyznaczyć parametry gazu?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

• Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
• Odwołanie do wiedzy uczniów o parametrach opisujących gaz.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel opisuje gaz jako zbiór chaotycznie poruszających się cząsteczek.

Następnie stawia pytania:
1. Dlaczego gaz wywiera ciśnienie na ścianki naczynia?
2. Jak zmienia się liczba zderzeń cząsteczek ze ściankami, gdy sprężamy gaz?

Szukając odpowiedzi na te pytania uczniowie wraz z nauczycielem dochodzą do postawienia hipotezy o odwrotnej proporcjonalności ciśnienia i objętości gazu. Uczniowie sprawdzają postawioną hipotezę, przeprowadzając doświadczenie opisane w części IV lub oglądając film przedstawiający doświadczalne badanie przemiany izotermicznej. Na podstawie doświadczalnych zależności między ciśnieniem i objętością uczniowie formułują prawo rządzące przemianą izotermiczną i następnie konstruują wykres p‑V dla tej przemiany.

Faza podsumowująca:

Uczniowie rozwiązują zadania 1, 3, 4 i 8 z multimedium II.
Uczniowie odpowiadają, w jakim stopniu osiągnęli postawione cele.

Praca domowa:

Zadania 2, 5, 6 i 7 z multimedium II.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Jeśli nie ma możliwości wykonania doświadczenia podczas lekcji, należy wykorzystać na początku lekcji film edukacyjny. Zadania z multimedium II można potraktować jako zadania domowe lub niektóre z nich rozwiązać na lekcji.