Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Czym jest przemiana izochoryczna 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:
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;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji.
VI. Termodynamika. Uczeń:
9) stosuje pierwszą zasadę termodynamiki do analizy przemian gazowych; rozróżnia przemiany: izotermiczną, izobaryczną, izochoryczną i adiabatyczną gazów.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje cyfrowe,

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

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. opisze sposób przeprowadzenia przemiany izochorycznej;

2. omówi, jak zmienia się ciśnienie gazu wraz ze zmianami temperatury w tej przemianie;

3. wyjaśni różnicę między równaniem wyrażającym prawo Charles’a z temperaturą zapisaną w skali Celsjusza, a równaniem z temperaturą zapisaną w skali Kelwina;

4. przeanalizuje i zinterpretuje zmiany wielkości użytych w tym równaniu;

5. wytłumaczy przyczynę zmian ciśnienia w przemianie izochorycznej;

6. zinterpretuje wykresy ilustrujące przemianę izochoryczną.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

przeprowadzenie doświadczenia, wykład informacyjny, udział uczniów w wyprowadzaniu wzoru na zależność ciśnienia od temperatury

Formy zajęć:

praca w grupach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

kolba zamknięta korkiem z rurką szklaną w środku, na rurkę założona jest długa, giętka, przeźroczysta rurka o długości około 2,5 m, wypełniona wodą, zlewka z wodą i termometr, barometr do zmierzenia ciśnienia atmosferycznego, tablica interaktywna lub komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiał „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. W dyskusji wstępnej nauczyciel bada wiedzę wyjściową uczniów dotyczącą parametrów stanu gazu oraz izoprzemian gazu doskonałego.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel definiuje przemianę izochoryczną, uczniowie proponują sposób jej przeprowadzenia.
Uczniowie wraz z nauczycielem przeprowadzają doświadczenie opisane w filmie edukacyjnym.
Uczniowie pod kierunkiem nauczyciela ustalają równanie opisujące doświadczalną zależność ciśnienia od temperatury w skali Celsjusza.
Nauczyciel wprowadza pojęcie współczynnika prężności termicznej gazu, a następnie uczniowie przekształcają otrzymane równanie tak, aby temperaturę wyrazić w skali Kelwina. Uczniowie analizują otrzymane równanie i dochodzą do wniosku, że w przemianie izochorycznej ciśnienie gazu jest wprost proporcjonalne do temperatury w skali Kelwina.
Wyjaśniając uczniom przyczynę zmian ciśnienia w przemianie izochorycznej, nauczyciel stawia uczniom pytania:

• Dlaczego gaz wywiera ciśnienie na ścianki naczynia?

• Jak zmienia się siła, z jaką zderzają się cząsteczki ze ściankami, gdy zwiększa się temperatura gazu?

Szukając odpowiedzi na te pytania, uczniowie z pomocą nauczyciela dochodzą do jakościowego wyjaśnienia prawa Charles’a.

Faza podsumowująca:

Uczniowie formułują prawo Charles’a.
Uczniowie rozwiązują zadania 1, 5, 7 i 8 z zestawu ćwiczeń.
Uczniowie odpowiadają, w jakim stopniu osiągnęli postawione cele.

Praca domowa:

W celu powtórzenia i utrwalenia wiadomości o przemianie izochorycznej uczniowie rozwiązują zadania: 2, 3, 4, 6 z zestawu ćwiczeń .

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Film można wykorzystać także jako przygotowanie się uczniów do lekcji prowadzonej metodą odwróconej klasy lub jako powtórzenie materiału, a także podczas lekcji dotyczących równania stanu gazu doskonałego.