Les 2 Thermodynamica H15.1

• natuurkunde
• HBO
• Studiejaar 2

Vooraf

Voorkennis activeren, aansluiten vorige les, interesse opwekken

Thermodynamica

H15 (§1)

Schooljaar 2020 / 2021

Een hete ijzeren kubus van 5 kg (60℃) wordt in thermisch contact gebracht met een koude ijzeren kubus van 10 kg (15℃). Welke uitspraak is waar?

1. De warmte stroomt spontaan van de warme kubus naar de koude totdat beide dezelfde warmte-inhoud hebben.
2. De warmte stroomt spontaan van de warme kubus naar de koude totdat beide kubussen dezelfde temperatuur hebben.
3. De warmte kan nooit van een koud voorwerp of gebied naar een warm voorwerp of gebied stromen.
4. Warmte stroomt van de grotere kubus naar de kleinere omdat de grotere meer inwendige energie heeft.

Wat verstaan we onder thermodynamica?

Begrippen arbeid en warmte lijken op elkaar.
Teken een Venn-diagram en geef aan wat de overeenkomsten en verschillen zijn.

	Werken in groepen (5 minuten)
Doel	Koppeling vakdidactiek: opdracht context
Groep	Verdeel de klas over zes groepen
Zelfstandig	De docent verdeeld een aantal moeilijke woorden onder de groepen. Ieder persoon uit de groep schrijft gedurende de theorieles de betekenis van de moeilijke woorden op.
Groep 1	Klassieke thermodynamica, Omgeving, Nulde hoofdwet, Inwendige energie
Groep 2	Statische thermodynamica, Gesloten systeem, Eerste hoofdwet
Groep 3	Systeem, Open systeem, Tweede hoofdwet, Potentiële energie
Groep 4	Microscopisch, Thermodynamisch evenwicht, Een geïsoleerd gesloten systeem
Groep 5	Macroscopisch, Klassieke thermodynamica, Een niet-geïsoleerd gesloten systeem
Groep 6	Toestandsvariabelen, Statische thermodynamica, Kinetische energie
Afronding	Aan het einde van de les gaan we een spel spelen met de moeilijke woorden + betekenis.

Instructie

Uitleggen, demonstreren, controle vragen stellen

Teken een Venn-diagram en geef aan wat de overeenkomsten en verschillen van de begrippen 'gesloten systeem' en 'open systeem' zijn.

Teken een Venn-diagram en geef aan wat de overeenkomsten en verschillen van de begrippen 'geïsoleerd systeem' en 'niet-geïsoleerd systeem' zijn.

Wat gebeurt er met de inwendige energie als er arbeid op het systeem wordt verricht of als er warmte aan het systeem wordt toegevoegd?

Wat gebeurt er met de inwendige energie als er warmte uit het systeem stroomt of als het systeem arbeid verricht op de omgeving?

∆𝑈=𝑄−𝑊
Wat gebeurt er met de inwendige energie als er arbeid op het systeem wordt verricht?

∆𝑈=𝑄−𝑊
Wat gebeurt er met de inwendige energie als er warmte het systeem verlaat

∆𝑈=𝑄−𝑊 geldt voor een gesloten systeem
Op welke voorwaarde geldt deze vergelijking ook voor een open systeem?

∆𝑈=𝑄−𝑊 geldt voor een gesloten systeem
Wat geldt voor een geïsoleerd gesloten systeem? W = … / Q = … / ∆𝑈 = …

Wel een toetsandvariabele

Geen toestandvariabele

Druk

Volume

Temperatuur

Massa

Aantal mol

Inwendige energie

Warmte

Arbeid

Er wordt 2500 J warmte toegevoegd aan een systeem en 1800 J arbeid op het systeem verricht. Wat is de verandering in inwendige energie van het systeem?

Wat zou de inwendige energieverandering in Example 15.1 zijn als 2500 J warmte aan het systeem wordt toegevoegd en 1800 J arbeid wordt verricht door het systeem (d.w.z. als uitvoer)?

Een kogel van 3,0 g dringt met een snelheid van 400 m/s een boom binnen en komt er aan de andere kant met een snelheid van 200 m/s weer uit. Waar verloor de kogel KE en hoeveel energie is er overgebracht?
Tip: kogel + boom -> 1 systeem

	Werken in groepen (10 minuten)
Doel	Koppeling vakdidactiek: opdracht context
Groep	Vergelijk met je groepsleden de betekenissen van de moeilijke woorden. Vul de betekenissen eventueel aan of pas wijzigingen toe.
Groep	Overleg: Wat zijn de vier tot zes belangrijkste woorden in jullie omschrijving? (Dus: de woorden die je echt nodig hebt om het begrip uit te leggen?) Onderstreep deze woorden.
Zelfstandig	Schrijf de onderstreepte woorden op een los blaadje, rondom het begrip.

	Werken in groepen (20 minuten)
Doel	Koppeling vakdidactiek: opdracht context
Groep	Omschrijf het begrip voor je groepsnoten zonder het woord zelf en de de omringende woorden te gebruiken. Alle woorden op het kaartje zijn TABOE!
Groep	De klas moet achterhalen om welk begrip het gaat. Degene die het begrip raad krijgt een punt.

Toepassing

Oefenen, groepsopdracht uitvoeren, debatteren

Waar ben je goed in bij het maken van een opgave (van groepsopdracht)?

Evaluatie

Samenvatten, herhalen, feedback vragen, vooruit blikken

Huiswerk

Maken opgaven 3-5 op Cumlaude

Bestuderen Giancoli H15, §1

Heb je de leerdoelen behaald?

😒🙁😐🙂😃

Differentiatie

Extra uitleg, uitdagen, plusopdrachten