Методика изучения темы «Тепловые двигатели» в 10 классе средней школы

Содержание 1. Вступление… 2.Структура курса физики школы….3. Раздел «Молекулярная физика» в школьном курсе физики…4. Методика изучения темы «Тепловые двигатели» ….10 в 10 классе средней школы 5.Методика решения задач по термодинамике…1. Тепловые двигатели…6. Заключение….23 Литература… 24 Вступление Сейчас в физике объединяется или группируется учебный материал вокруг ведущих

физических идей или принципов - генерализация. В качестве основных ведущих идей, вокруг которых осуществлена группировка (гене­рализация) учебного материала в одиннадцатилетней школе, вы­делены физические теории - механика, молекулярная физика, электродинамика, квантовая физика. В разделе «Молекулярная физика» изучаются явления и про­цессы, связанные с тепловой формой движения материи на микро-и макроуровнях, т. е. основы молекулярно-кинетической теории и основы термодинамики.

Молекулярно-кинетическая теория изучается в самом начале курса физики, а затем используется для объяснения свойств жид­костей и газов (тема «Давление твердых тел, жидкостей и га­зов»), тепловых явлений, агрегатных превращений вещества (тема «Тепловые явления»). По современной программе раздел «Молекулярная физика» изучается в 8 и 10 классах. В данной работе мы рассмотрим такую тему «Молекулярная физика», как «Тепловые двигатели». 2.Структура курса физики школы Образовательный курс физики состоит из двух ступеней: первая

ступень — 7 и 8 классы и вторая ступень — 9 ,10, 11 классы. Эти две ступени составляют единый системати­ческий курс физики. При разработке программы курса физики одиннадцатилетней школы произошло совершенствование его ступенчатой структуры. Это выражается, в частности, в устранении дублирования. Сейчас только на первой ступени изучаются такие понятия, как мощность, внутренняя энергия, количество

теплоты, давление твердых тел, жидкостей и газов, изменение агрегатных состояний вещества и др. Многие же вопросы изучаются только на второй ступени. К ним относятся физика волновых и колебательных процессов, вопросы излучения и т. д. С другой стороны, многие физические явления и понятия изучаются дважды. В этом случае совершенст­вование структуры курса заключается в том, что знания, получен­ные учащимися

на первой ступени, затем развиваются, углубля­ются при установлении новых связей и их практическом применении. Отобранные для изучения в школе основы физики (факты, по­нятия, законы, теории) должны быть преподнесены учащимся в систематизированном виде в соответствии с дидактическим прин­ципом систематичности и последовательности изложения знаний. Необходимость этого определяется не только принципом система­тичности обучения. Увеличение объема научных знаний и отсутст­вие возможностей для увеличения времени изучения материала,

задача повышения научного уровня курса, развития мышления учащихся — все это требует тщательной систематизации учебного материала. Проблема эта может решаться по-разному. В настоящее время имеет место тенденция объединения, или группировки, учебного материала в курсе физики вокруг ведущих физических идей или принципов, т. е. его генерализация. В качестве основных ведущих идей, вокруг которых осуществлена группировка (гене­рализация) учебного

материала в одиннадцатилетней школе, вы­делены физические теории - механика, молекулярная физика, электродинамика, квантовая физика. Значение физической теории в науке заключается в том, что, включая в себя ряд положений, понятий, законов, теория исчер­пывающе описывает определенный круг явлений и в этом смысле является основной и ведущей формой знания. При этом важно, что теория позволяет не только объяснять явления и процессы, но и предсказывать ход явлений, устанавливать но­вые закономерности.

Таким образом, группировка учебного ма­териала вокруг физических теорий позволяет передать учащимся в обобщенном виде определенную сумму знаний и использовать ее для объяснения и предсказания явлений природы. Молекулярно-кинетическая теория изучается в самом начале курса физики, а затем используется для объяснения свойств жид­костей и газов (тема «Давление твердых тел, жидкостей и га­зов»), тепловых явлений, агрегатных превращений вещества (тема «Тепловые явления»).

Элементы электронной теории (строение атома), изученные в VIII классе в начале темы «Электрические явления», используются при объяснении явлений электризации и проводимости. Учебный материал 10—11 классов сгруппирован вокруг класси­ческой механики, молекулярно-кинетической теории, электродина­мики и квантовой теории. При этом материал расположен в по­рядке усложнения форм движения материи.

В соответствии с этой группировкой курс физики второй ступени состоит из четырех разделов: механика, молекулярная физика, электродинамика, квантовая физика. Раздел «Механика» включает все явления и процессы, связанные с механической формой движения материи (кинематику и динамику движения материальной точки), законы сохранения, механические колебания и волны. В разделе «Молекулярная физика» изучаются явления и про­цессы, связанные с тепловой формой движения

материи на микро-и макроуровнях, т. е. основы молекулярно-кинетической теории и основы термодинамики. В любой физической теории выделяют основание, ядро, вы­воды. Основание, или эмпирический базис, теории составляют экспе­риментальные факты, идеализированный объект, физические по­нятия и величины, описывающие идеализированный объект и пра­вила действия с ними. В ядро теории входят законы, постулаты, принципы, фунда­ментальные постоянные.

К выводам теории относятся применения теории к решению конкретных задач. Например, эмпирический базис молекулярно-кинетической тео­рии идеального газа составляет ряд экспериментальных фактов: диффузия, легкая сжимаемость газа, способность занимать весь предоставленный ему объем. В основании теории лежит модель — «идеальный газ» и величины, описывающие поведение этой идеа­лизированной макросистемы: давление, концентрация, средний квадрат скорости молекул и др.

Ядро теории составляет основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. К выводам теории относятся уравнение состояния, частные газовые законы, применение теории к объяснению свойств газов. Все эти элементы теорий представлены в курсе физики. Но по­скольку степень разработанности теорий и уровень их интерпре­тации различны, они по-разному отражены в школьном курсе фи­зики. Следует отметить, что систематизация содержания курса фи­зики вокруг физических

теорий позволяет успешнее решать задачу формирования мировоззрения учащихся. Это связано с тем, что в итоге изучения курса физики у учащихся должны сформироваться представления о физической картине ми­ра, в которую входят изучаемые в школьном курсе физические теории. Таким образом, основным направлением систематизации со­держания курса физики средней школы является его генерализация вокруг фундаментальных физических теорий, что создает возможности для передачи учащимся

системы физических знаний, формирования у них научно-теоретического способа мышления, диалектико-материалистического мировоззрения учащихся и их образования. 3.Раздел «Молекулярная физика» в школьном курсе физики В разделе «Молекулярная физика» изучают молекулярно-кинетическую теорию строения вещества, основные положения ко­торой рассматривали еще в VII классе. Изучая физику в VII и VIII классах, учащиеся научились объяснять целый ряд физиче­ских явлений, свойств

веществ (свойства жидкостей и газов, дав­ление, тепловые явления и пр.) с точки зрения внутренней струк­туры вещества. Однако понятия, составляющие содержание соответствующих тем, изучали на уровне представлений, а все явления описывали качественно. Поэтому при преподавании молеку­лярной физики в X классе знания, имеющиеся у учащихся, нужно актуализировать, углубить и расширить, довести их до уровня понятий и количественного описания явлений. В частности, в курсе физики

X класса изучают основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов; значительно глубже, чем в VII классе, рассматривают свойства газов, жидкостей и твердых тел. В разделе получают дальнейшее развитие энергетические пред­ставления, происходит обобщение закона сохранения энергии на тепловые процессы, вводят формулу первого закона термодина­мики и рассматривают применение этого закона к анализу кон­кретных процессов. Изучение одного из основных принципов тер­модинамики имеет

огромное познавательное и мировоззренческое значение для десятиклассников. Раздел «Молекулярная физика» дает возможность продолжить знакомство учащихся с экспериментальным методом исследования, который находит отражение в фундаментальных опытах (броунов­ское движение, опыт Штерна) и опытах, иллюстрирующих газо­вые законы (опыт Бойля, Шарля и пр.). Раздел «Молекулярная физика» изучается в старших классах после раздела «Механика».

Такое расположение материала, с од­ной стороны, соответствует методическому принципу рассмотрения физических явлений в порядке усложнения форм движения ма­терии, а с другой — позволяет изучать микроявления на количе­ственном уровне и использовать известные из курса механики ве­личины: масса, скорость, сила, импульс, энергия и т. д. 4. Методика изучения темы «Тепловые двигатели» в 10 классе средней школы Тема «Тепловые двигатели» выполняет важное целевое назначение при изучении основ термодинамики в 10

классе. Ознакомление учащихся с физическими основами работы тепловых двигателей способствует реализации принципа политехнизма и практической направленности обучения, т.к. различные виды этих двигателей широко применяются в технике и играют важную роль в повседневной жизни людей. В качестве опорных знаний при изучении данной темы выступает следующий учебный материал: - необратимость процессов в природе; - второй закон термодинамики.

Этот материал дает возможность продолжить формирование у учащихся модельных представлений, которые в дальнейшем помогут осознать необходимость наличия у тепловых двигателей нагревателя и холодильника и позволяет четко уяснить, что собой представляет идеальный тепловой двигатель. В школьном курсе физики второй закон термодинамики изучают в виде простейших формулировок на основе понятий «обратимый» и «необратимый» процессы. Первый закон термодинамики не определяет направление самопроизвольных

процессов, т.е. процессов, которые происходят без воздействия внешних тел. Существует множество процессов, которые не противоречат первому закону термодинамики, но в реальных условиях никогда не происходят. Никто не наблюдал, чтобы теплота самопроизвольно переходила от менее нагретого тела к более нагретому, хотя такой переход не противоречит первому закону термодинамики. При падении тел на землю механическая энергия превращается во внутреннюю.

С точки зрения первого закона термодинамики возможен и обратный процесс, в ходе которого механическая энергия тел увеличивается за счет уменьшения внутренней энергии, в результате чего тела поднимаются на некоторую высоту. Однако никто не видел подпрыгивающих тел. Эти примеры свидетельствуют о том, что все макроскопические процессы в природе имеют определенную направленность. Они протекают только в одном определенном направлении.

В обратном направлении они самопроизвольно протекать не могут. Различают обратимые и необратимые процессы. Обратимым называют процесс, который, будучи проведен в обратном направлении, возвращает термодинамическую систему в исходное состояние так, что она проходит через те же состояния, что и в прямом процессе, но в строго обратной последовательности, и при этом состояние внешних тел остается неизменным. Не обязательно требовать, чтобы учащиеся запоминали и точно

воспроизводили это определение. Важно, чтобы они знали два условия, выполнение которых обязательно для того, чтобы процесс можно было считать обратимым: 1. При прямом и обратном процессах система должна проходить через одни и те же состояния, но в строго обратной последовательности. 2. Внешние тела не должны при этом испытывать никаких изменений. Обратимый процесс представляет собой модель реальных процессов.

Все реальные процессы необратимы. Определенная направленность естественного (самопроизвольного) хода процессов объясняется их необратимостью, которую отражает второй закон термодинамики, являющийся обобщением многочисленных опытных фактов. Учащихся целесообразно познакомить с двумя простейшими формулировками этого закона. Немецкий ученый Р. Клаузиус сформулировал второй закон термодинамики следующим образом: теплота не может самопроизвольно переходить от тел менее нагретых к телам более нагретым.

Французский инженер С.Карно предложил такую формулировку закона: для работы тепловой машины необходимы по крайней мере два резервуара теплоты. Первая формулировка четко указывает на необратимость тепловых процессов, вторая говорит о том, что невозможно построить тепловой двигатель, который имел бы только нагреватель или холодильник. Очень важно разъяснить учащимся, что эти формулировки эквивалентны. Несмотря на существенное внешнее различие, они выражают одну и ту же закономерность: внутренняя энергия

ни при каких условиях не может превратиться полностью в другие виды энергии, в частности в механическую энергию. Следует отметить, что существуют строгие доказательства эквивалентности различных формулировок второго закона термодинамики, которые в школьном курсе физики не приводят из-за их значительной сложности. Завершив изучение необратимых процессов и второго закона термодинамики, переходят к рассмотрению принципиального устройства и физических основ работы тепловых двигателей.

Тепловые двигатели - это устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. Всякий тепловой двигатель представляет собой систему, которая многократно совершает круговой процесс (цикл). Тепловой двигатель состоит из нагревателя, рабочего тела и холодильника, имеющего более низкую температуру, чем нагреватель. Рабочее тело двигателя получает при сгорании топлива от нагревателя количество теплоты , совершает работу А и передает холодильнику количество теплоты .

Формулировка второго закона термодинамики, предложенная С.Карно, прямо указывает на необходимость наличия у теплового двигателя нагревателя и холодильника, а закономерность превращения внутренней энергии в механическую позволяет объяснить роль холодильника Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя, нельзя полностью превратить в работу. Поэтому, если холодильник отсутствует, при каждом однократном совершении цикла часть этого количества

теплоты будет идти на увеличение внутренней энергии рабочего тела, в результате чего будет повышаться его температура. Как только температура рабочего тела сравняется с температурой нагревателя, тепловой двигатель перестанет работать, поскольку рабочее тело не будет получать теплоту от нагревателя. Следовательно, многократное совершение цикла при отсутствии холодильника невозможно. С практической точки зрения тепловой двигатель тем выгоднее, чем полнее его рабочее тело превращает

получаемую от нагревателя теплоту в работу. Поэтому для характеристики тепловых двигателей используют физическую величину, называемую коэффициентом полезного действия. Коэффициент полетного действия (КПД) тепловых двигателей определяют по формулам: (4.1) , (4.2), где А - работа, совершаемая рабочим телом за один цикл; - количество теплоты, получаемое за один цикл рабочим телом от нагревателя; Q2 - количество теплоты, отдаваемое рабочим телом холодильнику за один цикл.

Основы теории тепловых двигателей были заложены Сади Карно в опубликованной в 1824 г. работе под названием «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Исходя из потребностей практики, С.Карно поставил задачу, определить максимальное значение КПД тепловых двигателей. В классах физико-математического профиля полезно привести сведения исторического

характера, позволяющие уяснить ход рассуждений С.Карно. В своих исследованиях С.Карно опирался на результаты, полученные его отцом Л.Карно при анализе работы механических водяных: двигателей. Лазарь Карно показал, что КПД водяных двигателей будет максимальным при отсутствии трения между движущимися частями и при условии, что движение от одной части двигателя к другой передается при равных скоростях

этих частей. КПД водяного" двигателя тем выше, чем больше разность уровней, между которыми осуществляется переход воды, т.е. чем больше высота падения воды. С.Карно, используя метод аналогий, пришел к выводу, что в тепловых двигателях отсутствие трения означает обратимость цикла; передаче движения при равных скоростях движущихся частей в водяных двигателях должна соответствовать передача теплоты при равных температурах соответствующего теплового резервуара и рабочего

тела. Зависимости КПД водяных двигателей от разности уровней падения воды должна соответствовать зависимость КПД тепловых двигателей от разности температур нагревателя и холодильника. Дальнейшее решение поставленной задачи было направлено на выявление обратимых процессов, совокупность которых образует обратимый цикл. С.Карно доказал, что единственным обратимым процессом, в ходе которого осуществляется теплообмен, является изотермический процесс.

Так как цикл должен быть замкнутым, то нельзя использовать процессы только одного вида. Необходимо- изотермические процессы дополнить такими процессами; в ходе которых вменяется температура. Это даст возможность связать изотермы и замкнуть цикл. С.Карно пришел к выводу, что таким обратимым процессом может быть только адиабатный процесс, не сопровождающийся теплообменом между рабочим телом и тепловыми резервуарами.

Таким образом, С. Карно доказал, что единственным обратимым циклом является цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Этот цикл получил название цикла Карно. Его график изображен на рисунке . На основе полученной информации учащиеся в состоянии самостоятельно сделать вывод о том, что цикл Карно - это идеальный цикл, а тепловой двигатель, работающий по циклу Карно, представляет собой модель реальных двигателей.

Для формирования у учащихся модельных представлений надо указать следующие причины, по которым ни один реальный двигатель не может работать по циклу Карно: 1. Передача теплоты в ходе изотермического расширения и сжатия рабочего тела возможна, если нагреватель и холодильник имеют бесконечно большие теплоемкости. В реальных условиях их теплоемкости конечны. 2. Адиабатный процесс нельзя осуществить, т.к. невозможно

обеспечить полную теплоизоляцию системы. 3. Теплообмен не может происходить, если температуры участвующих в нем тел равны. Несмотря на невозможность практической реализации цикла Карно, его теоретическое рассмотрение имело большое значение. Оно позволило определить максимальное значение КПД тепловых двигателей, работающих при определенных температурах нагревателя и холодильника. Это значение представляет собой предел, к которому необходимо

стремиться при создании реальных тепловых двигателей. КПД теплового двигателя, работающего по циклу Карно, определяется по формуле: (4.3). Учащиеся должны знать, что формулы (4.1) и (4.2) можно использовать для определения КПД тепловых двигателей, работающих как по обратимому, так и по необратимо циклу, а формулу (4.3) следует применять только для вычисления КПД идеального теплового двигателя.

При изучении теоретического материала по теме «Тепловые двигатели» приводится основная работа по формированию у учащихся модельных представлений, т.к. решение задач предоставляет для этого ограниченные возможности. Анализ содержания учебного материала позволяет выделить два вида задач: 1.Задачи, в которых рассматривается работа идеальных тепловых двигателей. 2. Задачи, в которых говорится о реальных тепловых двигателях.

В задачах первого вида имеется прямое указание на то, что тепловые двигатели работают по циклу Карно, т.е. являются идеальными. Следовательно, в этих задачах моделирование выполнено составителями. В задачах второго вида речь идет о реальных тепловых двигателях. При решении таких задач моделирование также не осуществляют, поскольку замена реальных двигателей моделью приведет к большим погрешностям в расчетах. Основное целевое назначение задач по данной теме состоит

в том, чтобы учащиеся хорошо усвоили условия применимости формул (4.1)-(4.3) и на конкретных примерах убедились, что КПД идеальных тепловых двигателей больше, чем КПД реальных двигателей, при одинаковых температурах нагревателей и холодильников. Следует различать прямой и обратный циклы. В случае прямого цикла процессы на графике осуществляются по часовой стрелке. При прямом цикле рабочее тело получает от нагревателя количество теплоты , совершает

работу А и отдает холодильнику количество теплоты . В соответствии с правилами знаков, принятыми в термодинамике . Обратный цикл отличается от прямого противоположным направлением процессов. Поэтому при обратном цикле: Q2 > О. В обратном цикле имеет место принудительная передача теплоты от менее нагретого тела (холодильника) к более нагретому (нагревателю) за счет совершения работы внешними

телами (А' > О). Обратный цикл используют в холодильных установках. Формулы (4.1), (4.2) записаны для прямого цикла. Если в задаче рассматривается обратный цикл, знаки , А и изменяются на противоположные и указанные формулы приобретают такой вид: (4.4.) (4.5) С целью упрощения записей обозначение, принятое для абсолютных значений величин, используется только тогда, когда величины являются отрицательными. Так как в формулах (4.1), (4.2), (4.5) уже учтены знаки

физических величин, то при выполнении расчетов в них надо подставлять абсолютные значения отрицательных величин. Совершенно очевидно, что и в ответах будут получаться абсолютные значения величин. Поэтому после получения числовых результатов надо записать окончательный ответ, указав не только абсолютные значения, но и знаки искомых величин. Необходимо иметь в виду, что в условии задач обычно задают величины без учета знаков, т.е. приводят абсолютные значения данных величин, не используя, однако, принятого

обозначения. В связи с этим во избежание ошибок, производя краткую запись задачи на символическом языке, следует вносить коррективы, принимая во внимание характер цикла. Чтобы установить, о каком цикле – прямом или обратном – идет речь в задаче, надо опираться на информацию о теплообмене между рабочим телом и нагревателем или холодильником. Задачи, в которых идет речь об обратном цикле Карно, выступают как средство сообщения учащимся новых

знаний. Они дают представление о работе холодильных установок и позволяют глубже осознать простейшую формулировку второго закона термодинамики, предложенную Р.Клаузиусом. Такие задачи целесообразно решать в классах физико-математического профиля. В классах других профилей их можно предлагать учащимся, которые желают получить по физике оценку 11 или 12 баллов. Тренировочные задачи являются однокомпонентными.

Поэтому решение любой тренировочной задачи на цикл Карно сводится к применению одной из формул для вычисления КПД теплового двигателя. При решении типовых задач наряду с формулами (4.1)-(4.3) используют следующие формулы: (4.6), (4.7), (4.8), (4.9), (4.10). Формулы (4.7) и (4.8) входят в структуру решения задач, в которых в качестве данной или искомой величины выступает не работа, совершенная газом на протяжении

всего цикла, а работа, выполненная при изотермическом расширении или сжатии. Эти формулы получены путем применения первого закона термодинамики к изотермическому процессу, совершаемому идеальным газом. В них использованы такие обозначения: - работа, совершенная идеальным газом на участке, где происходит теплообмен между газом и нагревателем; - работа, совершенная газом на участке, где происходит его теплообмен с холодильником. Знак совпадает со знаком , а знак соответствует знаку .

Формулу (4.9) следует использовать при решении задач, в которых мощность двигателя является данной или искомой величиной. Формулу (4.10) надо использовать в том случае, когда количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя (), выступает в качестве неизвестной величины и может быть выражено через удельную теплоту сгорания топлива (q) и его массу (m). В систему задач по теме «Тепловые двигатели» полезно включить хотя бы одну задачу на определение

КПД теплового двигателя по известным параметрам идеального газа, выступающего . в качестве рабочего тела. Решение таких задач дает возможность познакомить учащихся с методом расчета КПД реальных тепловых двигателей; позволяет повторить материал, касающийся различных газовых процессов и применения к ним первого закона термодинамики; способствует закреплению практических навыков, приобретенных при решении графических задач на первый закон термодинамики.

Количество типовых задач не велико. Это объясняется тем, что учащиеся имеют малый объем знаний, связанных с определением работы, совершаемой газом в ходе различных процессов. Знания учащихся позволяют решить задачи, в которых рассматривается цикл, состоящий из двух изобар, или цикл, который состоит из процесса, описываемого уравнением , изохоры и изобары. Для определения КПД теплового двигателя, работающего по одному из этих циклов, целесообразно использовать

формулу . В зависимости от состава данных величин работу, совершаемую газом за цикл, следует находить как алгебраическую сумму работ, произведенных газом на отдельных участках цикла, или как величину, численно равную площади фигуры, которая образована графиком цикла, изображенным на диаграмме p,V. При определении количества теплоты необходимо иметь в виду, что рабочее тело может получать теплоту не на одном участке, как в цикле Карно, а на нескольких.

Задачи рассмотренного типа надо решать с учащимися классов физико-математического профиля или предлагать в качестве домашнего задания учащимся, которые обучаются в классах иных профилей и желают иметь высокие баллы по физике. В последнем случае для объективной оценки выполненного задания полезно не только его проверить, но и провести с учащимися контрольное собеседование, чтобы убедиться, что каждый учащийся решал задачу самостоятельно. Учащиеся классов физико-математического профиля изучают материал о числе

степеней свободы молекулы и теплоемкости идеального газа при различных процессах. Поэтому с ними можно решать задачи данного типа, в которых рабочим телом является двухатомный и многоатомный газ. Кроме того, структура решения одной и той же задачи, в которой в качестве рабочего тела выступает идеальный одноатомный газ, будут различными у учащихся классов этого и других профилей. В дальнейшем при рассмотрении примера решения одной из задач будет показано, в чем состоит это различие.

5.Методика решения задач по термодинамике 5.1. Тепловые двигатели Задача 1. Тепловой двигатель, работающий по циклу Карно, получает от нагревателя количество теплоты, равное 2.4*103Дж. Температура нагревателя 400 К, температура холодильника 300 К. Найти работу, совершаемую двигателем за один цикл, и количество теплоты, отдаваемое холодильнику за один цикл. Решение В условии задачи сказано, что тепловой двигатель получает теплоту от нагревателя.

Следовательно, речь идет о прямом цикле Карно. Для нахождения работы, совершаемой двигателем за один цикл, воспользуемся формулой, выражающей КПД любого теплового двигателя. Для прямого цикла эта формула имеет вид: (1). КПД двигателя является неизвестной величиной, но его можно определить по формуле (2), т.к. двигатель, работающий по циклу Карно, является идеальным. Приравнивая правые части равенств (1) и (2), получаем: .

Отсюда (3) Подставляем числовые значения физических величин и производим вычисления: . В случае прямого цикла Карно часть теплоты, получаемой рабочим телом от нагревателя, идет на совершение работы, а остальное количество теплоты передается холодильнику. Учитывая, что в данной ситуации является отрицательной величиной, a и А положительными величинами, можем записать: (4). После подстановки числовых значений величин имеем:

Q2 = -1.8-103 Дж. Вывод В ходе написания курсовой работы мы рассмотрели методику изучения такой темы из раздела «Молекулярная физика» как «Тепловые двигатели». Мы выяснили, что на изучения данной темы отводится всего два часа (один час теории и один час на решение задач). При изучении данной темы главное внимание необходимо уделить понятиям КПД, цикл Карно и идеальный тепловой двигатель. Изучение теоретического материала целесообразно начинать

с известных учащимся понятий (количество теплоты, работа) и построить в виде решения учебно-познавательной задачи, которую можно сформулировать так: получить формулы КПД теплового двигателя. Что касается практического вопроса, то одного часа катастрофически не хватает на решение задач по данной теме, из чего можно сделать вывод, что программа 11-ти летней и сегодняшней 12-ти летней школы по физике нуждается в изменениях, в частности в увеличении количества часов в неделю на

изучение важнейших понятий в физике. Литературы: 1.Каменецкий С.Е Иванова Л.А. «Методика преподавания физики в средней школе» 2.Кравченко В.И Краснякова Т.В. «Формирование модельных представлений при изучении физики в 10 классе» 3.Кравченко В.И. «Методика решения задач по термодинамике» 4.Кирик Л.А. «Уроки физики. 10 класс: Календарно-тематическое планирование, поурочные разработки, методические

рекомендации, тематическое оценивание» 5.Божинова Ф.Я. «Физика 10 класс»