A FIZIKA ÉVFOLYAM KÖZÉPSZINTŐ TANTERVE

Átírás

1 A FIZIKA ÉVFOLYAM KÖZÉPSZINTŐ TANTERVE

2 A fizikaoktatás célja Keltse fel a tanulók érdeklıdését a természeti, ezen belül a fizikai jelenségek iránt. Készítse elı és alapozza meg a többi természettudomány tanítását is. Vezesse be a tanulókat az anyagok tulajdonságainak, a természeti környezet változásainak, kölcsönhatásainak, ezek törvényszerőségeinek ismeretkörébe. A mechanikai, hıtani, elektromosságtani és fénytani ismeretekkel alapozza meg korszerő fizikai szemléletmódjukat, segítse hozzá ıket a technikai eszközök gazdaságos és biztonságos mőködtetésének megértéséhez. Tanítsa meg a tanulókat arra, hogy tapasztalataikat és következtetéseiket rögzíteni tudják szóban, rajzban vagy írásban. Ismertesse meg ıket az SI és SI-n belüli mértékegységek szabatos használatával. Életkoruknak megfelelı munkaformák alkalmazásával tegye képessé ıket a csoportmunkában való tevékenykedésre, önálló ismeretszerzésre, különféle taneszközök kezelésére, kísérleti eszközök balesetmentes használatára. Fejlessze megfigyelı-, emlékezı-, képzelı -és gondolkodási képességeiket. Nevelje ıket problémalátó és problémamegoldó emberekké. Alapozza meg környezetbarát szemléletüket, járuljon hozzá környezettudatos magatartásuk kialakulásához. A tananyag feldolgozása során alakítsa ki a meggyızıdésbıl fakadó tudatos és aktív környezetvédelem iránti igényt. 2

3 Fejlesztési követelmények Ismeretszerzési, feldolgozási és alkalmazási képességek A tanuló legyen képes a fizikai jelenségek, folyamatok megadott szempontok szerinti tudatos megfigyelésére, igyekezzen a jelenségek megértésére. Legyen képes a lényeges és lényegtelen tényezık elkülönítésére. Tudja a kísérletek, mérések eredményeit különbözı formákban (táblázatban, grafikonon, sematikus rajzon) irányítással rögzíteni. Tudja kész grafikonok, táblázatok, sematikus rajzok adatait leolvasni, értelmezni, ezekbıl tudjon egyszerő következtetéseket levonni. A tanuló tudja érthetıen elmondani, ismereteinek mennyisége és mélysége szerint magyarázni a tananyagban szereplı fizikai jelenségeket, törvényeket, valamint az ezekhez kapcsolódó gyakorlati alkalmazásokat. Tudjon egyszerő kísérleteket, méréseket végrehajtani. Legyen tapasztalata a kísérleti eszközök, anyagok balesetmentes használatában. Szerezzen jártasságot a tananyagban szereplı SI és a gyakorlatban használt SI-n kívüli mértékegységek használatában, a mindennapi életben is használt mértékegységek átváltásában. Legyen képes megadott szempontok szerint használni különbözı szakkönyveket, lexikonokat, képlet és táblázatgyőjteményeket és multimédiás oktatási anyagokat. Tudja, hogy a számítógépes világhálón a fizika tanulását, a fizikusok munkáját segítı adatok, információk is megtalálhatók. Értse a szellemi fejlettségnek megfelelı szintő ismeretterjesztı könyvek, cikkek, televízió és rádiómősorok információit. Értékelje a természet szépségeit, tudja, hogy a természetet, környezetünket védeni kell. Ismerje a tananyag természet és környezetvédelmi vonatkozásait, törekedjék ezeknek alkalmazására. 3

4 Tájékozottság az anyagról, tájékozódás térben és idıben Ismerje fel a természetes és mesterséges környezetünkben elıforduló anyagok tanult tulajdonságait. Legyen jártas az anyagoknak tanult tulajdonságait. Legyen jártas az anyagoknak tanult tulajdonságaik alapján való csoportosításában. Tudja, hogy a természeti folyamatok térben és idıben zajlanak le, a fizika vizsgálódási területe a nem látható mikrovilág pillanatszerően lezajló folyamatait éppúgy magában foglalja, mint a csillagrendszerek évmilliók alatt bekövetkezı változásait. Legyen gyakorlata a mindennapi életben elıforduló távolságok és idıtartamok becslésében, tudja ezeket összehasonlítani. Legyen áttekintése a természetben található méretek nagyságrendjérıl. Tájékozottság a természettudományos megismerésrıl, a természettudományok fejlıdésérıl Tudatosuljon a diákokban, hogy a természet megismerése hosszú folyamat. A tanult fizikai ismeretekhez kapcsolódva tudja, hogy mely történelmi korban történtek és kiknek a nevéhez köthetık a legfontosabb felfedezések. Ismerje a kiemelkedı magyar fizikusok, mérnökök, természettudósok munkásságát. Értse, hogy a fizika és a többi természettudomány között szoros kapcsolat van, kutatóik különbözı szempontból és eltérı módszerekkel, de ugyanazt az anyagi valóságot vizsgálják. 4

5 Feltételek Egyetemet végzett fizika szakos tanár. Tanulókísérleti eszközök: mechanikai-, hıtani-, elektromosságtani és optikai eszközök. Tanári demonstrációs eszközök. (A taneszköz jegyzékben szereplı eszközök.) Nyomtatott taneszközök: dr. Halász Tibor: Fizika 9. dr. Jurisits József dr. Szőcs József: Fizika 10. dr. Halász Tibor dr. Jurisits József dr. Szőcs József: Fizika 11. dr. Halász Tibor dr. Jurisits József dr. Szőcs József: Fizika dr. Zátonyi Sándor ifj. Zátonyi Sándor: Mechanika dr. Zátonyi Sándor ifj. Zátonyi Sándor: Hıtan, rezgések és hullámok dr. Zátonyi Sándor ifj. Zátonyi Sándor: Elektromosságtan dr. Zátonyi Sándor ifj. Zátonyi Sándor: Optika, modern fizika, csillagászat Négyjegyő függvénytáblázatok Egységes érettségi feladatgyőjtemény I. Egységes érettségi feladatgyőjtemény II. Szakközépiskolai összefoglaló feladatgyőjtemény FIZIKA Nagy Ignác: Jelenségek ( CD ) Elızmények Matematika, környezetismeret, természetismeret, technika, fizika, biológia, kémia tantárgy keretében megszerzett ismeretek, jártasságok és készségek. 5

6 Az értékelés alapgondolatai Az értékelés leggyakoribb területei: Az önálló és közös tanulói tevékenységek (pl. megfigyelés, vizsgálódás, kísérletezés, mérés, felismerés, megállapítás, összehasonlítás, következtetés, elemzés stb.) megfigyelése alapján történı minısítés. Szóbeli feleltetés. Írásbeli munkák ellenırzése és értékelése (pl. munkafüzet, munkalap, feladatlap, témaközi-, témazáró dolgozat stb.). Az egyéni (órán kívüli) adatgyőjtések, megfigyelések, kutatások, megbeszélése, minısítése. Értékelési szempontok A tanulók: Elsajátították-e a legfontosabb tényeket, fogalmakat, szabályokat, törvényeket? Tudnak-e válaszolni egyszerő ténykérdésekre? Felismerik-e a jelenségeket, változásokat, kölcsönhatásokat, kölcsönható partnereket, ezek kapcsolatát? Felismerik-e az azonosságot, a hasonlóságokat, különbözıségeket? Tudnak-e adott tulajdonságok alapján csoportosítani. Illetve a megadott csoportoknál felismerik-e a halmazképzı fogalmakat, szempontokat? Miként tudnak megfigyeléseket, kísérleteket, méréseket irányítássál, késıbb önállóan elvégezni, ezek eredményeit feljegyezni, tapasztalataikról, megállapításaikról beszámolni? Hogyan használják a szaknyelvet? Milyen szintő a feladatokat felismerı, megértı és megoldó képességük? Tudják-e ismereteiket, képességeiket alkalmazni? 6

7 9. évfolyam Óraszám: Heti: 2,5 óra Évi : 92 óra Tartalom: Egyenes vonalú mozgások A dinamika alaptörvényei Munka és energia A gravitáció A gázhalmazállapot és a hıelmélet alapjai A folyékony halmazállapot A folyadékok és gázok áramlása A szilárd halmazállapot Halmazállapot-változások A pontrendszer mechanikája 7

8 Egyenes vonalú mozgások Óraszám: 16 óra Cél: A tanulók fizikai ismereteinek a megalapozása, a newtoni szemlélet kialakítása. Környezetünk jelentıségének megfigyelése. Legyenek tisztában a tanulók a mindennapi életben tapasztalt egyszerőbb egyenes vonalú mozgásokkal! Egyszerő kísérletek elvégzése. A fizika törvényeinek megfogalmazása. Tanulóink ebben a korban még kevésbé alkalmasak elvont ismeretek befogadására. A fizika tanításának a fı célja nem az ismeretnyújtás! Sokkal inkább a fizikai szemlélet kialakítása. Meg kell tanítani ıket figyelni és tanulni. Megfigyeléseik legyenek célirányosak! Kísérletezéseik csak akkor eredményesek, ha a figyelmüket ráirányítjuk a lényegre, mérési eredményeiket - mi mondjuk meg: mit és hogyan - lejegyeztetjük, elemezzük, értékeljük, tapasztalataikat elmondatjuk. Legyen módjuk kérdezni, vitázni, tudják egymást meggyızni! (Beszéd- és vitakészség fejlesztése - vitakultúra!) Tudatosuljon bennük, hogy ismereteik részismeretek, törekedjenek a kiegészítésre - ebben adjunk támpontot, könyvet - amirıl beszámolhatnak! Ezzel színesítik óráinkat, buzdítják társaikat. A legalapvetıbb mozgások megismerése. A mozgás relatív voltának felismertetése. A mozgásokat leíró mennyiségek megismerése és jártasság kialakítása ilyen szinten való használatukban. Az egyenletesség kiemelése, a változásra való felkészülés. Követelmény: Tudja, hogy a jelenséget általában a Földhöz viszonyítjuk, de más vonatkoztatási rendszer is választható. Skalár és vektormennyiség megkülönböztetése, az elmozdulásvektorra vonatkozó szerkesztési feladatok megoldása. Ismerje a sebesség mértékegységeit és átváltását. Legyen jártas a sebesség kiszámításában. Ismerje Mikola Sándor munkásságát. Tudjon sebesség-idı grafikont készíteni és elemezni. Tudjon változó mozgást ábrázoló út-idı grafikont készíteni, értelmezni, következtetni a megtett és az eltelt idı nagyságára. Szerezzen jártasságot egyszerő kísérletek elvégzésében, elmondásában, szempontok szerinti elemzésében, az átlagsebesség kiszámításában. 8

9 Használja az út, idı, sebesség, gyorsulás konvencionális jeleit. Ismerje az összefüggést az út, az idı és a gyorsulás között (a kezdısebesség nem nullára is!). Ismerje és tudja értelmezni a sebesség-idı és a gyorsulás-idı grafikonokat. Tartalom: A hely és a mozgás viszonylagos vonatkoztatási rendszerek. Skalár és vektormennyiségek fogalma. Vektori összegzés. Adott vektor összetevıkre bontása. Egyenes vonalú egyenletes mozgás jellemzése. Összefüggés út és idı között. Út-idı grafikon. A sebesség fogalma. A sebesség, az út és az idı kiszámítása. Sebesség idı grafikon. Változó mozgás és jellemzése. Átlagsebesség, pillanatnyi sebesség. Egyenletesen változó mozgás és grafikonjai. Gyorsulás, mint sebességváltozás gyorsasága. Az egyenletesen változó mozgás grafikus leírása. A továbbhaladás feltételei: Egyszerő példákon értelmezze a hely és a mozgás viszonylagosságát. Tudja alkalmazni a pálya, út, elmozdulás fogalmakat. Legyen jártas konkrét mozgások út-idı, sebesség-idı grafikonjának készítésében és elemzésében. Ismerje és alkalmazza a sebesség fogalmát. Ismerje fel és jellemezze az egyenes vonalú egyenletesen változó mozgásokat. Konkrét példákon keresztül különböztesse meg az átlag és a pillanatnyi sebességet, ismerje ezek kapcsolatát. Ismerje és alkalmazza a gyorsulás fogalmát. Tudjon megoldani egyszerő feladatokat. 9

10 A dinamika alaptörvényei Óraszám: 8 óra Cél: A fogalmak megismerését, a törvények bevezetését célszerő megfigyelésekre, konkrét kísérletekre alapozni. Jól elıkészített, többször megismételt kísérletek lehetıvé teszik, hogy a tanulók gyakorlatot szerezzenek a jelenségek pontos megfigyelésében, tapasztalataik lejegyzésében, és azok szabatos elmondásában. Mivel cél, hogy tanulóink eljussanak a természet jelenségeinek kvantitatív leírásához, már az egyszerő mérıkísérletek eredményeit célszerő grafikonon ábrázolni, amely megkönnyíti a fizikai törvények képlettel történı felírását. Szükséges a megismert törvényeket egyszerő számításokon alkalmazni. Ha matematikai számítások eredményeit utólag kísérlettel igazoljuk tudatosulhat a tanulóban, hogy a fizikai példa nem csupán matematikai számítás, hanem a természet leírása, mivel eredménye valódi, mérhetı adat. A téma feldolgozása során kiemelt lehetıség nyílik a többi természettudományos tantárggyal (földrajz, csillagászat) való kapcsolatra. Rávilágíthatunk a fizikai ismeretszerzés másik módjára a dedukcióra. Fizikusok - Newton, Galilei, Kepler - munkásságának megismerése lehetıséget nyújt önálló ismeretszerzésre, könyvtárhasználatra, beszámolók készítésére. Mozgásállapot-változások létrehozása kölcsönhatásokkal. Mechanikai kölcsönhatások elıállítása, értelmezése. Az alapvetı dinamikai törvények teljes megértése és ismerete. Követelmény: Tudja a lendületmegmaradás törvényét. Tudjon egyszerőbb esetekben következtetni a tömegre és a sebességre. A lendületmegmaradás törvény két pontszerő testbıl álló zárt mechanikai rendszerben lezajló centrális rugalmas és rugalmatlan ütközésre vonatkoztatva. A kísérletek és feladatok alapján tudjon következtetni a lendületváltozásra. Tudják a tanulók, hogy az I. törvény az inerciarendszert definiálja! Jártasság szinten tudják feladatokban alkalmazni a dinamika alaptörvényét és az erı-ellenerı párokat! Tudja az erı SI mértékegységét és annak dinamikai értelmezését. Szerezzen jártasságot az erı mérésében. 10

11 Tartalom: Mozgásállapot-változások létrehozása kölcsönhatásokkal. Lendület, lendületmegmaradás törvénye. A lendületváltozás és az erı mértéke. Inerciarendszer. Galilei-féle relativitási elv. A dinamika alaptörvénye, összefüggés erı és tömeg között. Hatás-ellenhatás törvénye. Az erıhatások függetlenségének elve. Az erı és mérése. Az erı és a lendület kapcsolata. Galilei és Newton munkássága. A továbbhaladás feltételei: Ismerje fel és jellemezze a mechanikai kölcsönhatásokat. Ismerje a mozgásállapot-változások létrejöttének feltételeit, tudjon példákat említeni különbözı típusaikra. Ismerje fel és jellemezze az egy kölcsönhatásban fellépı erıket, fogalmazza meg, értelmezze Newton törvényeit. Értelmezze a tömeg fogalmát Newton II. törvénye segítségével. Ismerje a sztatikai tömegmérés módszerét. Tudja meghatározni a mozgásfajták létrejöttének dinamikai feltételét. Legyen jártas az erıvektorok ábrázolásában, összegzésében. Tudja, mit értünk egy test lendületén, lendületváltozásán. Konkrét mindennapi példákban ismerje fel a lendület-megmaradás törvényének érvényesülését, egy egyenesbe esı változások esetén tudjon egyszerő feladatokat megoldani. Legyen jártas az egy testre ható erık és az egy kölcsönhatásban fellépı erık felismerésében, ábrázolásában. 11

12 Munka és energia Óraszám: 7 óra Cél: A tanulók fizikai ismereteinek megalapozása, környezetünk jelentıségének megfigyelése. Értsék a tanulók a mindennapi életünkben is tapasztalható egyszerőbb termikus kölcsönhatásokat! Egyszerő kísérletek elvégzése. Az energia, munka, teljesítmény, hatásfok és súrlódás fizikai fogalmak pontos megfogalmazása. A mechanikai energiafajták megismerése. Az energiamegmaradási törvény jelentôségének tudatosítása. A környezetvédelem fontosságának és az ember felelôsségének hangsúlyozása. Követelmény: Ismerje meg az erı és elmozdulás közötti összefüggést! Ismerje a munka és teljesítmény mértékegységeit és azok átváltását! Ismerje a hatásfok fogalmát! Tudjon következtetni: a munka és az erı ismeretében az elmozdulás nagyságára, a munka és az elmozdulás ismeretében az erı nagyságára. Legyen gyakorlata a súrlódási erı vizsgálatában. Tudja értelmezni a közegellenállást. A csúszó, a gördülési és a tapadási súrlódási jelenségek és a súrlódási tényezık, számításos feladatok megoldása. A súrlódási és közegellenállási erık mint disszipatív erık. Legyen tisztában vele, hogy mikor marad meg a mechanikai energia és mikor nem. Tudja a gyorsítási munkát, a kinetikai energia fogalmát, a munkatétel alkalmazásai számításos feladatokban! A helyzeti energia és megváltozása, energiaváltozással kapcsolatos feladatok megoldása. Ismerje Joule és Watt munkásságát! Tartalom: A munka fogalma, kiszámítása. A teljesítmény fogalma, kiszámítása. A hatásfok fogalma, kiszámítása. 12

13 Súrlódás és közegellenállás fogalma, számítása, mérése. A mozgási energia fogalma. A munkatétel. Az energiamegmaradás törvénye. Munka energia (helyzeti, mozgási) konzervatív erık, erıfajták munkája. Joule és Watt munkássága. A továbbhaladás feltételei: Definiálja a munkát és a teljesítményt, tudja kiszámítani állandó erıhatás esetén. Ismerje a munka ábrázolását F-s diagramon. Ismerje a súrlódás és a közegellenállás hatását a mozgásoknál, ismerje a súrlódási erı nagyságát befolyásoló tényezıket. Tudja megkülönböztetni a különféle mechanikai energiafajtákat, tudjon azokkal folyamatokat leírni, jellemezni. Tudja alkalmazni a mechanikai energiamegmaradás törvényét egyszerő feladatokban. Ismerje és alkalmazza egyszerő feladatokban a teljesítmény és a hatásfok fogalmát. A gravitáció Óraszám: 8 óra Cél: A gyorsuló mozgásokról tanultak felidézése, elmélyítése, analógia megtalálása a szabadeséssel. A tömeg és a súly összefüggésnek és eltéréseinek kiemelése. A hajítások (vízszintes, függıleges, ferde) különbözıségének és azonosságának felismerése. Annak megmutatása, hogy idônként a bonyolultnak tőnô fizikai rendszerek is leírhatók viszonylag egyszerő törvényekkel (általános tömegvonzás törvénye). Az egyszerő gépek mőködésére vonatkozó mechanikai összefüggések megtanítása. 13

14 Követelmény: Ismerje az általános tömegvonzási törvény és a szabadesés mint a gravitáció speciális esetét! Tudjon egyszerőbb számítási feladatokat megoldani a gravitációs erıvel és a szabadeséssel kapcsolatosan. Ismerje, hogy a testek súlya mint az alátámasztási felületre, illetve a felfüggesztı fonalra ható erı! Tudja értelmezni a súlytalanságot! A hajítások készségszintő tudása és jártasság szintő alkalmazása feladatmegoldás során. Tudjon a helyzeti energia és megváltozásával, energiaváltozással kapcsolatos feladatokat megoldani! Ismerjék az emberi erıkifejtést megkönnyítı eszközöket, különös figyelmet szentelve a lejtınek! Ismerjék Eötvös Loránd munkásságát! Tartalom: A szabadesés és a nehézségi erı. A súly és a súlytalanság. Az általános tömegvonzás törvénye. Az emelési munka és az energia-megmaradási törvény gravitációs hatás esetére. A vízszintes, a függıleges és a ferde hajítások. Az álló és a mozgócsiga. A munkavégzés összehasonlítása. Az egyszerő gépek elınye és hátránya. A hengerkerék. Egyszerő gépek a gyakorlatban, mindennapi eszközeinkben. A lejtı és a csavar. A továbbhaladás feltételei: Értelmezze a szabadesést mint egyenletesen változó mozgást. Tudja a nehézségi gyorsulás fogalmát és értékét, egyszerőbb feladatokban alkalmazni is. Értelmezze egyszerő példák segítségével az összetett mozgást (függıleges hajítás). Ismerje az egyszerő gépek fogalmát, használatát. Ismerje a gravitációs kölcsönhatásban a tömegek szerepét, az erı távolságfüggését, tudja értelmezni ennek általános érvényét. Tudjon példát mondani a gravitációs gyorsulás mérési eljárásaira. 14

15 Értelmezze a súly és súlytalanság fogalmát. Tudja megkülönböztetni a különféle mechanikai energiafajtákat, tudjon azokkal folyamatokat leírni, jellemezni. Tudja alkalmazni a mechanikai energiamegmaradás törvényét egyszerő feladatokban. A gázhalmazállapot és a hıelmélet alapjai Óraszám: 17 óra Cél: A gázokra vonatkozó, az alacsonyabb évfolyamokon megszerzett ismeretek felidézése, rendszerbe foglalása, új szemléleti elvek alapján történı kibıvítése, általánosítása; Gyakorlatias ismeretek elsajátíttatása. A fizikai leírásban alkalmazott egységes szemléleti elvek megértésének megalapozása. A formális gondolkodás fejlesztése. Természetvédelmre, környezetvédelemre nevelés. Energiatakarékosságra, ésszerő energiafelhasználásra nevelés. A gázhalmazállapot leírásához használt mennyiségek, fogalmak megismertetése. A részecskemodell használhatóságának megmutatása. Az egyes állapotváltozások kísérleti bizonyítékainak megismertetése. Rámutatni a természeti folyamatok irányára. Követelmény: Az ideális gáz kinetikai modelljéhez vezetı fizikai jelenségek (Brownmozgás, diffúzió), a modellben megfogalmazott molekuláris szintő viselkedésjegyek, a levegı statikai nyomása. Az anyagmennyiség, a nyomás, a hımérséklet, a térfogat és a belsı energia mint állapotjelzı fogalma. A nyomás és a hımérséklet értelmezése a kinetikai modell alapján, a Maxwell-Boltzmann-féle sebességeloszlás vizsgálata. Az ideális gáz állapotegyenlete. A Boyle-Mariotte- és a két Gay-Lussac-törvény mint a speciális állapotváltozások (izoterm, izokór, izobár) összefüggések. 15

16 Az izoterm, izokór és izobár állapotváltozások gyakorlati megvalósítási lehetısége. A tisztán termikus kölcsönhatás értelmezése, a nyomás és a belsı energia alakulása a termikus kölcsönhatási folyamatokban, a közölt hımennyiség fogalma, kapcsolata a munkatétel gondolatmenetével. Az adiabatikus állapotváltozás elvi megvalósulási feltételei, gyakorlati példák a jó közelítésben adiabatikusnak tekinthetı folyamatokra. A termodinamika I. fıtétele. Az I. fıtétel mint a mechanikában tanult energiamegmaradási törvény általánosítása, a termodinamika I. fıtételének alkalmazása az izoterm, izokór, izobár és adiabatikus folyamatokra, számításos feladatok megoldása. A fajlagos és a moláris hıkapacitás (fajhı, mólhı) fogalma. Hımérsékleti egyensúllyal kapcsolatos számítási feladatok megoldása. Robert Mäyer-egyenlet (Kiegészítı anyag). Az állapotváltozások grafikus ábrázolása (p-v, V-T, illetve p-t). Térfogati munka mint a p-v síkon kapott állapotfüggvény megfelelı alakú és elıjelő területe. Az ekvipartíció elvhez vezetı gondolatmenet lényge. Az ideális gáz moláris hıkapacitása az ekvipartíció-elv alapján, a modellgázból elvárt és a tapasztalt viselkedés eltérései (Kiegészítı anyag). Körfolyamatok ismerete. A termodinamika II. fıtétele mint a természetben önként lejátszódó energiaátadási folyamatok jellegérıl és irányáról számot adó törvény. Tartalom: Az ideális gáz kinetikai modellje. Az ideális gáz állapotjelzıi, az anyagmennyiség, a nyomás, a hımérséklet, a térfogat, a belsı energia fogalma és értelmezése a kinetikai modell alapján. Az ideális gáz állapotegyenlete. Az izoterm, az izobár és az izokór állapotváltozás. A belsı energia megváltozása izokór állapotváltozásnál. A belsı energia megváltozása adiabatikus állapotváltozásnál. Az izobár állapotváltozás vizsgálata, a munka, a hımennyiség és a belsı energia megváltozásának kapcsolata. A fajlagos és a moláris hıkapacitás. Az energia ekvipartíciója. Körfolyamatok. A termodinamika II. fıtétele. 16

17 A továbbhaladás feltételei: Tudja, mit értünk állapotjelzın, nevezze meg ıket. Legyen tájékozott arról, milyen módszerekkel történik a hımérséklet mérése. Ismerjen különbözı hımérıfajtákat. Ismerje a Celsius és Kelvin skálákat, és feladatokban tudja használni. Ismerje az Avogadro törvényt. Tudja értelmezni, hogy mikor van egy test környezetével termikus egyensúlyban. Ismerje és alkalmazza egyszerő feladatokban a gáztörvényeket, tudja összekapcsolni a megfelelı állapotváltozással. Ismerje az állapotegyenletet. Tudjon értelmezni p-v diagramot. Ismerje, mit jelent a gáznyomás, a hımérséklet a kinetikus gázelmélet alapján. Ismerje a hımozgást bizonyító jelenségeket (Brown-mozgás, diffúzió). Értelmezze a térfogati munkavégzést és a hımennyiség fogalmát. Ismerje a térfogati munkavégzés grafikus megjelenítését p-v diagramon. Értelmezze a termodinamika I. fıtételét, alkalmazza speciális izoterm, izobár, izokór, adiabatikus állapotváltozásokra. Ismerje a hıkapacitás, fajhı fogalmát, tudja kvalitatív módon megmagyarázni a kétféle fajhı különbözıségét gázoknál. Legyen képes egyszerő keverési feladatok megoldására. Tudjon értelmezni mindennapi jelenségeket a II. fıtétel alapján. Legyen tisztában a hıerıgépek hatásfokának fogalmával és korlátaival. Óraszám: 10 óra Cél: A folyékony halmazállapot A logikus gondolkodás fejlesztése, a lényegretörô kifejtés igényének mélyítése. A folyadékok és a gázok egyensúlyával kapcsolatos jelenségek bemutatása, törvények felfedeztetése. A nyomás és a hidrosztatikai nyomás fogalmának megismertetése. Arkhimédész törvényének megmutatása. A sőrőségmérés újabb lehetıségének megmutatása. A légnyomás létezésének felismertetése (esetleg kísérleti bemutatása). A részecskemodell felhasználásával a felületi feszültség magyarázata. A mérıkészség fejlesztése. 17

18 A folyadékokba vagy gázokba merülı testek egyensúlyának, így az úszás, lebegés és elmerülés jelenségeinek fizikai magyarázata. Ismerje meg ezeket a jelenségeket kihasználó, a gyakorlatban alkalmazott technikai eszközöket! Ismerje meg a részecskék között fellépı kölcsönhatásokat és ezek gyakorlati következményeit! A tanulók fizikai ismereteinek megalapozása, környezetünk jelentıségének megfigyelése. Értsék a tanulók a mindennapi környezetünkben is tapasztalható hıtágulást. Egyszerő kísérletek elvégzése. A fizika törvényeinek megfogalmazása. A tanultak átismétlése, begyakoroltatása feladatokban, az analógiák tudatosítása. Követelmény: A folyadék halmazállapot jellemzı tulajdonságai, a folyadékok makroszkópikus viselkedése a kinetikai modell alapján. A Pascal-féle elv, a hidrosztatikai, illetve a külsı erıhatásból származó nyomás alapján értelmezhetı jelenségek, és azok magyarázatai, számításos feladatok megoldása. A felületi feszültség fogalma, kapilláris jelenségek. A folyadékok hıtágulása, alkalmazások, számítási feladatok megoldása, az empirikusan definiált hımérsékleti skálák és a folyadékok hıtágulási törvényének kapcsolata. Hımérsékleti egyensúly számítása olyan egyszerő esetekben, ahol elegyedési hıjelenségek nem lépnek fel. Tartalom: A folyadékok kinetikai modellje. Hidrosztatika. Sőrőségmérés. Folyadékok fajhıi. Folyadékok hıtágulása. Felületi jelenségek. A továbbhaladás feltételei: Ismerje a hımérséklet-változás hatására végbemenı alakváltozásokat, tudja indokolni csoportosításukat. Legyen tájékozott gyakorlati szerepükrıl, tudja konkrét példákkal alátámasztani. 18

19 Tudjon az egyes anyagok különbözı hıtágulásának jelentıségérıl, a jelenség szerepérıl a természeti és technikai folyamatokban, tudja azokat konkrét példákkal alátámasztani. Mutassa be a hıtágulást egyszerő kísérletekkel. Ismerje a hidrosztatikai nyomás fogalmát és Arkhimédész törvényét. Folyadékok és gázok áramlása Óraszám: 6 óra Cél: A gázokra, folyadékokra vonatkozó, az alacsonyabb évfolyamokon megszerzett ismeretek felidézése, rendszerbe foglalása, új szemléleti elvek alapján történı kibıvítése, általánosítása. Gyakorlatias ismeretek elsajátíttatása Kontinuitási törvény, Bernoulli egyenlet). A fizikai leírásban alkalmazott egységes szemléleti elvek megértésének megalapozása. A formális gondolkodás fejlesztése. Természetvédelmre, környezetvédelemre nevelés. Energiatakarékosságra, ésszerő energiafelhasználásra nevelés. Követelmény: Az áramlások csoportba sorolási szempontjai (stacionaritás, forrásosság). A kontinuitási törvény, számításos feladatok megoldása az áramlási keresztmetszetek és az áramlási sebességek viszonyaira. Az áramló közeg fajlagos energiaformái, a Bernoulli-egyenlet (stacionárius, állandó sőrőségő és örvénymentes esetekre) (Kiegészítı anyag) Az áramlástanban tárgyalható jelenségek legfontosabb gyakorlati alkalmazásai. A dinamikai viszkozitás fogalma, definíciós képlete, egységei. 19

20 Tartalom: Az áramlások csoportosítása, fajtái. A kontinuitási törvény. A Bernoulli-egyenlet. A dinamikai viszkozitás (Kiegészítı anyag). A továbbhaladás feltételei: Tudja alkalmazni a kontinuitási törvényt és a Bernoulli törvényt. A szilárd halmazállapot Óraszám: 7 óra Cél: A tanuló lássa a természettudományokban alkalmazott modellalkotás fontosságát, módszereit és lépéseit, majd ezen ismeret birtokában ismerjen meg az anyag szilárd halmazállapotáról alkotott, a fizikában használatos modellt és annak korlátait! Követelmény: A szilárd halmazállapot fıbb makro és mikroszkópikus jellemzıi, a kristályszerkezetek leírásában használt alapfogalmak. A szilárd testek rugalmas alakváltozásainak alapesetei, a Hooke-féle törvény. A Young-modulusz, a rugalmas feszültség és a relatív megnyúlás fogalma, kapcsolatuk. A rugalmasan megnyúlt állapot energiája, számításos feladatok megoldása. Húzási diagramok jellegzetes szakaszai és a nyújtási folyamat során bekövetkezı részecskemozgások, szövetszerkezeti változások. A szilárd testek fajhıje, belsı energiája. A szilárd testek hıtágulása. A szilárd anyagok mólhıi, a Dulong-Petit féle szabály és az ekvipartíció elv kapcsolata. 20

21 Tartalom: A szilárd testek kinetikai modellje. Rugalmasság, rugalmas igénybevételek, maradandó alakváltozások. Szilárd testek fajhıi. Szilárd testek hıtágulása. A továbbhaladás feltételei: Ismerje a hımérséklet-változás hatására végbemenı alakváltozásokat, tudja indokolni csoportosításukat. Legyen tájékozott gyakorlati szerepükrıl, tudja konkrét példákkal alátámasztani. Tudjon az egyes anyagok különbözı hıtágulásának jelentıségérıl, a jelenség szerepérıl a természeti és technikai folyamatokban, tudja azokat konkrét példákkal alátámasztani. Mutassa be a hıtágulást egyszerő kísérletekkel. Tudja alkalmazni Hooke törvényét. Halmazállapot-változások Óraszám: 5 óra Cél: A tanulók fizikai ismereteinek megalapozása, környezetünk jelentıségének megfigyelése. Értsék a tanulók a mindennapi környezetünkben is tapasztalható halmazállapot-változásokat! Egyszerő kísérletek elvégzése. A fizika törvényeinek megfogalmazása. Követelmény: Legyen tisztában: olvadás, fagyás, párolgás, forrás, lecsapódás mennyiségi jellemzésével; a tanult mennyiségek jelölésével, mértékegységeivel! Tudjon: kísérleteket összeállítani a halmazállapot-változások bemutatására; grafikont készíteni és értelmezni hımérsékletváltozás esetén; energiváltozást kiszámítani halmazállapot-változás közben! 21

22 Ismerje és tudja: olvadáspont, fagyáspont, olvadáshı, fagyáshı, forráspont, forráshı, párolgáshı fogalmakat és azok értelmezését! Szerezzen jártasságot: egyszerő kísérletek bemutatásában; a hımérséklet mérésében; grafikon készítésében és olvasásában! Fázisegyensúlyok: A gáz és gızállapot megkülönböztetése, a folyadékfázis és a gızfázis dinamikus egyensúlya zárt térben, az egyensúlyt jellemzı állapothatározók alakulása a hımérséklet függvényében. Kritikus állapot, hármaspont (Kiegészítı anyag). Tartalom: Olvadás, olvadáspont, olvadáshı, fagyás, fagyáspont. Párolgás, forrás, lecsapódás, párolgáshı, forráshı. A párolgás és sebessége. Az egyensúlyi gıznyomás. A gáz és gızállapot megkülönböztetése. Kritikus állapot, hármaspont. (Kiegészítı anyag) A továbbhaladás feltételei: Ismerje a különbözı halmazállapotok tulajdonságait. Értelmezze a fogalmakat. Tudja, milyen energiaváltozással járnak a halmazállapot-változások, legyen képes egyszerő számításos feladatok elvégzésére. Tudja, mely eszközök befolyásolják a párolgás sebességét. Ismerje a forrás jelenségét, a forráspontot befolyásoló tényezıket. Értse a víz különleges tulajdonságainak jelentıségét, tudjon példákat mondani ezek következményeire. Kvalitatív módon ismerje az esı, a hó, a jégesı kialakulásának legfontosabb okait. Értse, milyen változásokat okoz a felmelegedés, az üvegházhatás, a savas esı, stb. a Földön. 22