chapter1 基本概念
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初中生物大单元教学设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下内容:初中生物大单元教学设计是指在初中生物课程中,针对某一个较大的教学单元进行整体设计和安排的一项教学活动。
这一大单元可以包括多个相关的主题和知识点,旨在通过系统而有机的教学方式,帮助学生深入理解生物学的基本概念、原理和应用,培养学生的科学思维和问题解决能力。
初中生物大单元教学设计具有以下特点:首先,它以学生为中心,注重培养学生主动学习和探究的能力。
通过引导学生提出问题、开展实践探究和合作学习,激发学生的兴趣和主动性,培养他们的创新精神和科学态度。
其次,初中生物大单元教学设计注重跨学科融合。
生物学作为一门综合性科学学科,与化学、物理、地理等学科存在紧密关联。
在教学设计中,可以与其他学科教学内容进行串联,促进知识的互相渗透和综合运用,帮助学生全面认识和理解生物学的内在规律。
最后,初中生物大单元教学设计还注重培养学生的实践能力和创新能力。
通过搭建实验室、观察场和实地考察等实践活动的平台,引导学生主动参与实践探究和科学研究,培养他们的实验技能、观察能力和动手能力。
总之,初中生物大单元教学设计是一项重要的教学活动,旨在通过系统而有机的教学方式,帮助学生深入理解生物学的基本概念和原理,培养学生的科学思维能力和实践创新能力。
它具有学生中心、跨学科融合和注重实践创新的特点,对学生的综合素质发展具有重要意义。
文章结构部分旨在阐述本篇文章的整体架构和章节安排,以帮助读者更好地理解文章内容和组织结构。
本篇长文的文章结构主要分为三个部分:引言、正文和结论。
引言部分(Chapter 1)主要包括四个要点:1.1 概述:介绍初中生物大单元教学设计的背景和意义,引起读者对该主题的兴趣,并简要概述后续章节内容。
1.2 文章结构:详细介绍本篇文章的整体架构和章节安排,帮助读者更好地理解文章的组织结构。
该部分将进一步对各章节的内容进行简要概括。
例题1-1 某容器被一刚性壁分成两部分,在容器的不同部位安装有压力计,如图1—2所示,设大气压力为97a kp
(1) 压力表B ,表C 的读数分别为75k P a ,0.11M P a ,试确定压力表A 上的读数, 及容器两部分内气体的绝对压力。
(2) 若表C 为真空计,读数为24k P a ,压力表B 的读数为36k P a ,试问表A 是什
么
表?读数是多少?
解(1)因 I I g,C b g,B II g,B g,B b p p p p p p p p p ==+=+=++??
由上式得 g,C g,B g,A p p p =+
则 g,A g,C g,B 110k Pa 75k Pa 35k Pa p p p =-=-=
(3) B 为压力表知,I II p p >;又由表C 为真空计知,
b I II p p p >>
所以,表A 一定是真空计。
于是
I b v,C g,B II g,B b V,A ()p p p p p p p p =-=+=+-??
则
V,A g,B V,C 36k Pa 24k Pa 60k Pa p p p =+=+=??
讨论
(1) 注意的是,不管用什么压力计,测得的都是工质的绝对压力p 和环境以之间的 相对值,而不是工质的真实压力。
(2) 这个环境压力是指测压计所处的空间压力,可以是大气压力b p ,如题目中的表 A ,表C 。
也可以是所在环境的空间压力,如题目中的表B ,其环境压力为II p 。
例题 1-2 定义一种新的线性温度标尺——牛顿温标(单位为牛顿度,符号为N ︒),水的冰点和汽点分别是100N ︒和200N ︒。
(1)试导出牛顿温标N T 与热力学温度T 的关系式。
(2)热力学温度为0K 时,牛顿温度是多少N ︒
?
解(1)若任意温度在牛顿温标上的读数为N T ,而在热力学温标上的读数为T ,则 N /N 100200100373.5273.5/K 273.5
T T ︒--=-- N 373.5273.5/K (/N 100)273.5200100
T T ︒-=-+- N /K /N 173.5T T ︒=+
(3) 当T =0K 时,由上面所得的关系式有
N 0/N 173.5T ︒=+
N 173.5N T ︒=-
例题 1-3 有人定义温度作为某热力学性质Z 的对数函数关系,即
*ln t a Z =+ b
已知*t =0︒时,Z =6cm ;*t =100︒Z =36cm 试求当*t =10︒和*t =90︒时的Z 值为多少?
解 先确定*~t Z 函数关系式中的a 和b 。
由已知条件
0ln6100ln36{a b a b
=+=+ 解后得 100ln 6
a =
100b =- 则 *100ln 100ln 6
t Z =- 当*t =10︒时,其相应的Z 值为 1.1110ln 6ln ln 6100Z == 1.16
7.18cm Z ==
当*t =90︒时,同理可解得Z =30cm 。
例题 1-4 铂金丝的电阻在冰点时为10.000Ω,在水的沸点时为14.247Ω,在硫的沸点(446C ︒)时为27.887Ω。
试求出温度/C t ︒和电阻/R Ω的关系式中的常数A,B 的数值。
解 由已知条件可得 040501014.247(1100A 10B)27.877(1446A 1.98910B)
R R R =⎧⎪=++⎨⎪=++⨯⎩
联立求解以上3式可得
0R =10Ω
3 A 4.3210l /C -=⨯
7 B 6.8310l /C -=-⨯
故温度/C t ︒和电阻/R Ω之间的关系式为37210(1 4.3210 6.8310)R t t --=⨯+⨯-⨯
讨论
例题1-2~1-4是建立温标过程中常遇到的一些实际问题。
例题1-2是不同温标之间如何换算型的问题;例题1-3是在建立温标时,当测温性质已定,如何进行分度、刻度型的问题;例题1-4是当用热电偶或铂电阻来测量温度时,如何进行电势与温度或电阻与温度之间的关系式标定型的问题。
例题1-5 判断下列过程中哪些是①可逆的;②不可逆的;③可以是可逆的,并扼要说明不可逆的原因。
(1) 对刚性容器内的水加热,使其在恒温下蒸发。
(2) 对刚性容器内的水做功,使其在恒温下蒸发。
(3) 对刚性容器内的空气缓慢加热,使其从50C ︒升温到100C ︒。
解(1) 可以是可逆过程,也可以是不可逆过程,取决于热源温度与水温是否相等。
若两者不等,则存在外部的传热不可逆因素,便是不可逆过程。
(2) 对刚性容器的水做功,只可能是不可逆的,伴有摩擦扰动,因而有内不可逆因 素,是不可逆过程。
(3) 可以是可逆的,也可以是不可逆的,取决于热源温度与空气温度是否随时相等 或随时保持无限小的温差。
例题1-6 一汽缸活塞装置内的气体由初态1p =0.3M P a ,1V =3
0.1m 缓慢膨胀到
2V =30.2m ,若过程中压力和体积间的关系为n pV =常数,试分别求出:(1)n =1.5;(2)n =1.0;
(3)n =0时的膨胀功。
解 选气 缸内的气体为热力系
(1) 由1122n n pV p V =得
0.53112320.1m 0.3M P a 0.106M P a 0.2m n V p p V ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
则 2
2111121con tan d d con tan 1n n
V V n V V s t V V W p V V s t n V ---===-⎰⎰
11222111()()1n n n n p V V p V V n ---=
- 22111p V p V n
-=- 6363
0.10610Pa 0.2m 0.310Pa 0.1m 1 1.5
⨯⨯-⨯⨯=- 317.610J 17.6k J =⨯=
(2) 式(1)除n =1.0外,对所有n 都是适用的。
当n =1.0时,即pV =con tan s t 则 2211con tan d d V V V V s t W p V V V
==⎰⎰ 221111
con tan ln ln V V s t pV V V == 3
6
630.2m (0.310Pa)0.1m ln 0.1m =⨯⨯ 320.9710J =20.97k J =⨯
(3) 对n =0时,即p =con tan s t ,则
2163321d ()(0.310P a)(0.2m 0.1m )V
V W p V p V V ==-=⨯-⎰
33010J =30k J =⨯
在p V -图上,表示3个不同的过程,如图1-3所示,不同的过程分别为12a -,12b -,12c -。
相应的膨胀功大小可分别用面积121a n m ----,121b n m ----及121c n m ----来表示。
例题1-7 把压力为700k P a ,温度为5C ︒的空气装于0.53
m 的容器中,加热容器中的空气温度升至115C ︒。
在这个过程中,空气由一小洞漏出,使压力保持在700k P a ,试求热传递量。
解 2211d d T T T p T p g pV Q mc T c T R T
==⎰⎰ 2121
d ln T p T p g g pV T pV T c c R T R T ==⎰ 3370010Pa 0.5m 388K 1004J/(k g K)ln 287k J/(k g K)?278K
⨯⨯=⨯⋅⋅ 3408.210J =408.2k J =⨯
例题1-8 一蒸汽动力厂,锅炉的蒸汽产量318010k g /h D =⨯,输出功率5500kW P =,全厂耗煤19.5t/h G =,煤的发热量为3H 3010kJ/kg Q =⨯。
蒸汽在锅炉中的吸热量2680kJ/kg q =。
求:
(1) 该动力厂的热效率t η;
(2) 锅炉的效率B η(蒸汽总吸热量/煤的总发热量)。
解 (1)煤的总发热量为
.
31H (19.510/3600)k g/s 302680k J/kg Q GQ =⨯⨯⨯=162500kW 则 t .155000kW 33.85%162500kW
P Q η=
== (2) 汽总发热量 .
31(18010/3600)kg /s 2680k J/kg =134000kW Q D q =⋅=⨯⨯ .B .113400kW 82.46%162500kW Q
Q η===。