Физика в школе, 2024, № 6

Летняя проектная мастерская «АстроКосмоБио»
С 8 по 19 июля текущего года во Владимире на станции юннатов «Патриарший сад» 
(учреждение дополнительного образования) работала летняя проектная мастерская 
«АстроКосмоБио» для учеников 8–10 классов школ г. Владимира.
Этот проект реализуется на средства Фонда президентских грантов,
поэтому участие для школьников было бесплатным.
Организатор проекта — автономная некоммерческая организация Центр содействия 
образованию «Линии успеха» (АНО «Линии успеха»).
Участниками проекта стали 28 школьников,
причем среди них оказались и семиклассники. 
Открытие мастерской
Лекция для участников мастерской
Экспериментальные всходы
На занятиях по астрономии

№ 6
2024
НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ                                                                ИЗДАЕТСЯ С МАЯ 1934 г.
  
ФИЗИКА В ШКОЛЕ
Образован в 1934 году Наркомпросом РСФСР.   Учредитель — ООО «Школьная Пресса».   Журнал выходит 8 раз в год
МЕТОДИКА. ОБМЕН ОПЫТОМ (METHODOLOGY. EXCHANGE OF EXPERIENCE)
Ю.А. Сауров, М.П. Уварова, А.И. Рублев

Изучение понятий о термодинамических процессах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Л.В. Дубицкая, Н.С. Васильева

Решение задач по термодинамике на основе интегрального исчисления . . . . . . . 9
Г.П. Станев

Интерпретация опыта Майкельсона и Морли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ (PEDAGOGICAL TECHNOLOGIES)
В.Е. Пеньков, А.О. Спицын

Перспективы освоения космоса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (INFORMATION TECHNOLOGIES)
С.М. Дунин, Н.В. Шаронова

Модели в виртуальной лаборатории «Живая Физика»
для изучения замедления времени, сокращения длины
и релятивистского закона сложения скоростей 
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
В.Ф. Очков

Решение задач по химии в среде SMath или наконец-то pv = T  . . . . . . . . . . . . 30
ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ (TASKS AND QUESTIONS)
А.Ю. Милинский

Применение нейросетей для создания графических иллюстраций
к авторским задачам по физике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
ЭКСПЕРИМЕНТ (EXPERIMENT)
Ю.А. Портнов, И.Л. Мальшакова

Деятельностный подход в изучении астрономии: новый взгляд на организацию 
школьного кружка. Часть 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

            
АСТРОНОМИЯ (ASTRONOMY)
В.В. Свиридов, Е.И. Свиридова

Физическое путешествие на обратную сторону Земли (тепловой режим) . . . . . . 56
Журнал рекомендован Высшей аттестационной комиссией (ВАК) Министерства образования и науки Российской Федерации
в перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы
основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.
Журнал зарегистрирован в базе данных Российского индекса научного цитирования.
Распространяется в печатном и электронном виде.
Главный редактор  Е.Б. Петрова, д.п.н., доцент / Petrova, E.B. DrSci in Education, Associate Professor
Зав. редакцией  Е.Б. Перская / Perskaya, E.B.
Состав редколлегии
Демидова М.Ю., д.п.н., доцент
Demidova M.Yu., DrSci in Education, Associate Professor
Засов А.В., д.ф.-м.н., академик МАН,
профессор
Zasov A.V., DrSci of Physics and Mathematics, Academician of the
MAS, Professor
Королев М.Ю., д.п.н., к.ф.-м.н.,
доцент
Korolev M.Yu., DrSci in Education, PhD of Physics and
Mathematics, Associate Professor
Майер В.В., д.п.н., профессор
Mayer V.V., DrSci in Education, Professor
Plakhotnik T.V., PhD of Physics and Mathematics, privat-docent, school
of mathematics and physics, University of Queensland, Australia
Милинский А.Ю., д.ф.-м.н., доцент
Milinskiy A.Yu., DrSci of Physics and Mathematics, Associate
Professor
Наумов А.В., д.ф.-м.н., доцент, профессор РАН, член-корреспондент РАН
Naumov A.V., DrSci of Physics and Mathematics, Professor Russian Academy
of Sciences, Corresponding Member of Russian Academy of Science
Пентин А.Ю., к.ф.-м.н.
Pentin A.Yu., PhD of Physics and Mathematics
Плахотник Т.В., к.ф.-м.н., приват
доцент, школа математики и физики
университета Квинсленда, Австралия
Сауров Ю.А., д.п.н., профессор,
член-корреспондент РАО
Saurov Yu.A., DrSci in Education, Professor,
Corresponding Member of Russian Academy of Education
Федорова Н.Б., д.п.н., доцент
Fedorova N.B., DrSci in Education, Associate Professor
Ханнанов Н.К., к.х.н.
Khannanov N.K., PhD in chemical Sciences
Царьков И.С., к.т.н., зам. директора
Tsarkov I.S., PhD in Technology, associate Director
Чулкова Г.М., д.ф.-м.н., доцент
Chulkova G.M., DrSci of Physics and Mathematics, Associate Professor
ООО «Школьная Пресса»
Корреспонденцию направлять по адресу: 127254, г. Москва, а/я 62
Тел.: 8 (495) 619-52-87, 619-52-89.  
Интернет http: // www.школьнаяпресса.рф  E-mail: fizika@schoolpress.ru
Формат 84×108/16. Усл. п. л. 4,0. Изд. №3902. Заказ
Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых
коммуникаций и охране культурного наследия, свидетельство о регистрации ПИ № ФС 77-38550 от 21.12.09.
Издание охраняется Гражданским кодексом РФ (часть 4). Любое воспроизведение материалов,
размещенных в журнале, как на бумажном носителе, так и в виде ксерокопирования,
сканирования, записи в память ЭВМ, и размещение в Интернете запрещается.
Отпечатано в АО «ИПК «Чувашия», 428019, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, д. 13.
© ООО «Школьная Пресса»,  © «Физика в школе», 2024, № 6

МЕТОДИКА. ОБМЕН ОПЫТОМ
METHODOLOGY. EXCHANGE OF EXPERIENCE
Физика в школе. 2024. № 6. С. 3–8
Physics at School. 2024. No. 6. P. 3–8
ИЗУЧЕНИЕ ПОНЯТИЙ О ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
THE STUDY OF CONCEPTS OF THERMODYNAMIC PROCESSES
Научная статья
Scientific article
ББК 74.262.23
УДК 372.853
DOI 10.47639/0130-5522_2024_6_3
Ю.А. Сауров, д.п.н., член-корреспондент РАО, профессор, Вятский государственный университет, г. Киров; 
saurov-ya@yandex.ru
Y.A. Saurov, DrSci (Pedagogy), corresponding member 
of RAO, professor, Vyatka State University, Kirov;
saurov-ya@yandex.ru
М.П. Уварова, к.п.н., доцент, Вятский государственный 
университет, г. Киров; mpozolotina@mail.ru
M.P. Uvarova, PhD (Pedagogy), Assistant professor, Vyatka 
State University, Kirov; mpozolotina@mail.ru
А.И. Рублев, учитель физики, Лицей № 21, г. Киров; 
rublev855@gmail.com
A.I. Rublev, physics teacher, Lyceum № 21, Kirov;
rublev855@gmail.com
Ключевые слова: урок, термодинамический процесс, 
научный метод познания, методическое мышление
Keywords: lesson, thermodynamic process, scientific 
method of cognition, methodical thinking
Abstract. The article draws attention to the fundamental 
role of the study of physical processes or phenomena
Аннотация. В статье обращается внимание на фундаментальную роль изучения физических процессов 
или явлений
© Сауров Ю.А., Уварова М.П., Рублев А.И., 2024
Введение
На наш взгляд, для успешного освоения
логики научного метода познания, в главном выраженного схемой «реальность — ее
описания», следует ориентироваться на следующее планирование уроков по термодинамике.
1. Термодинамическая система и ее параметры.
2. Термодинамические процессы.
3. Решение задач.
4. Первый закон термодинамики.
5. Применение первого закона термодинамики для описания изопроцессов.
6. Решение задач.
7. Необратимость тепловых процессов.
Второй закон термодинамики.
8. Принцип действия тепловых двигателей.
9–10. Решение задач.
11. Обобщающее повторение.
В случае профильного обучения количество часов на изучение раздела может быть
увеличено.
В зависимости от профиля обучения,
учебника, по которому работает учитель,
например [2; 3], последовательность изучения термодинамических процессов может
быть разной. Однако, урок о термодинамических процессах является ключевым в
теме. Все знания материала «крутятся» вокруг той реальности, которая задана этими
процессами. Только понимание (руками и
головой) объективности этих явлений позвоЛюбое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

ФИЗИКА В ШКОЛЕ  6/2024 
PHYSICS AT SCHOOL  6/2024
ляет увидеть смыслы теоретических описаний и практических знаний о тепловых машинах. (Важно заметить, что в физическом 
познании фундаментальное значение имеют знания о законах или выше — знания о 
теории…)
должить формирование умений научного 
метода познания (выделение термодинамической системы и описание ее изменений 
физическими величинами); продолжить 
формирование физического (во многом знакового) мышления учащихся.
План урока
I. Актуализация знаний. 
II. Изучение нового материала. 
III. Формирование знаний и умений. 
IV. Подведение итогов и домашнее за. Подведение итогов и домашнее задание. 
В статье основное внимание уделяется 
именно обсуждению методики изучения нового материала и формированию умений 
учащихся. Учитель в зависимости от логики изучения материала (от последовательности введения понятий внутренней 
энергии, работы, количества теплоты) 
может комбинировать, менять местами, 
дополнять предложенные методические 
решения. Однако в главном необходимо сохранить общую идею: логическое движение 
от изучения реальных физических явлений 
к их описанию с помощью физических величин и законов.
I. Актуализация знаний осуществляется посредством проверки домашней задачи. При этом фронтально повторяются 
следующие вопросы. Что такое «термодинамическая система»? Приведите пример, 
в каких состояниях она может находиться? 
(В равновесном состоянии, в неравновесном 
состоянии.) Какова основная характеристика состояния термодинамической системы? 
(Внутренняя энергия.) Какова причина изменения состояния термодинамической системы? (Взаимодействие системы в форме 
внешнего механического действия и/или 
теплопередачи.) 
II. Изучение нового материала.
1. Ставятся учебные проблемы урока при 
обсуждении следующих вопросов. Можно 
ли определить процесс (явление) без выделения объектов системы? Как происходит 
изменение состояния термодинамической 
Структура и содержание урока
Методический комментарий о предшествующей подготовке учащихся к уроку о 
термодинамических процессах. В предложенной нами логике уроков на первом занятии учащиеся выясняют, что в «Термодинамике» изучаемыми объектами являются макротела (и их системы) и основной 
их моделью является термодинамическая 
система.
На этом же уроке вводится понятие 
внутренней энергии как основного параметра термодинамической системы, выводится формула для расчета значения 
внутренней энергии, отрабатывается 
умение решать типовые учебные задачи. 
В процессе беседы обсуждается, что внутренняя энергия является функцией состояния термодинамической системы, 
т.е. она однозначно определяется набором 
макроскопических параметров, описывающих систему, и не зависит от того, в каком состоянии система находилась раньше 
и каким образом она оказалась в данном 
состоянии. Значит, при переходе системы 
из одного состояния в другое изменение ее 
внутренней энергии определяется лишь начальным и конечным состояниями системы и не зависит от пути перехода. Также на уроке выясняется, что существует 
лишь два способа изменения внутренней 
энергии: совершение механической работы 
и теплопередача. Вводимые понятия продолжают формироваться на следующем 
уроке о термодинамических процессах.
Задачи урока: ввести понятие о термодинамическом процессе как изменении 
состояния физической системы; раскрыть 
природу термодинамических процессов как 
взаимодействия системы или систем; про Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

МЕТОДИКА. ОБМЕН ОПЫТОМ 
METHODOLOGY. EXCHANGE OF EXPERIENCE
5
системы? В чем это выражается? Как теоретически описывается?
С помощью постановки простых экспериментов и решения задач учитель формирует соответствующие теоретические представления.
2. В природе и технике широко распространено тепловое взаимодействие систем. 
Например, между нагретым телом и теплоприемником (следовательно, и воздухом в 
теплоприемнике) происходит теплопередача (ставится опыт, рис. 1). Обсуждаются такие вопросы. Изменяются ли состояния этих 
двух систем? (Изменяются.) Как доказать, 
что температура воздуха в теплоприемнике 
меняется? От чего зависит результат теплового взаимодействия воздуха? (От разности 
температур взаимодействующих систем, от 
расстояния между ними, площади соприкосновения, свойства поверхности (зеркальная 
или черная) теплоприемника.) Ставятся соответствующие опыты.
Организуется фронтальная беседа на 
повторение по следующим вопросам. Какие 
виды тепловых процессов вы знаете? Изменяется ли внутренняя энергия при теплопередаче? Может ли в тепловых процессах 
внутренняя энергия изменяться, а температура — нет? (Может, например, при плавлении.) Как называется часть внутренней 
энергии, передаваемой при теплопередаче? 
Как она рассчитывается? (У каждого из тепловых явлений есть свои характеристики, 
например, количество теплоты, необходимое 
для плавления, вычисляется по формуле 
Q = m ∙ λ. Также коллективно ученики вспоλ. Также коллективно ученики вспо. Также коллективно ученики вспоминают и математически описывают другие 
процессы.) Происходит ли при теплообмене 
переход энергии из одной формы в другую? 
(Нет. С точки зрения МКТ при контакте 
двух систем с разной температурой, например, теплой и холодной воды, уменьшается 
скорость движения частиц одной системы и 
увеличивается другой.)
3. Вторым способом изменения состояния термодинамической системы (т.е. изменения термодинамических параметров 
— давления p, объема V, температуры Т, 
характеризующих состояние) является совершение работы. Вычислим работу идеального газа на примере порции газа под 
поршнем. Пусть газ в цилиндре изобарно 
p = const расширяется (рис. 2). На поршень 
со стороны газа действует сила F = pS, при 
движении поршня на Δh совершается работа 
A = FΔh = pSΔh = pΔV. Так как сила направлена по перемещению, то при расширении 
газа работа положительная. При сжатии газа — работа отрицательная: A = –pΔV.
Графическое описание процесса. Если построить график зависимости давления газа от его объема (для изобарного процесса) 
(рис. 3), то площадь заштрихованной фигуры под графиком будет численно равна 
работе газа при изменении его объема от 
V1 до V2: A = p(V2 – V1) = pΔV.
В случае более сложного процесса, когда 
давление при расширении газа не остается 
постоянным (рис. 4), геометрический смысл 
работы газа тоже заключается в площади 
Рис. 1
Рис. 2
 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

ФИЗИКА В ШКОЛЕ  6/2024 
PHYSICS AT SCHOOL  6/2024
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
фигуры под графиком. Обосновывается это 
следующим приемом. Весь процесс разбивается на ряд процессов с небольшим изменением объема, при этом в каждом случае 
давление уже можно считать постоянным. 
Значит, работа при небольшом ΔV1 вычисляется обычно A1 = p1ΔV1. А общая работа 
на участке от V1 до V2 получается в результате суммирования работ А1, А2 и т.д. В итоге имеем площадь фигуры, ограниченную 
кривой 1–2 и перпендикулярами, проведенными к точкам с координатами V1 и V2.
III. Формирование знаний и умений. 
Методический комментарий. На данном 
уроке лучше уделить внимание решению 
качественных и экспериментальных задач, прежде всего для освоения идеи о том, 
что физика изучает реальные объекты и 
явления окружающего мира.
Применим полученные знания для решения качественных задач.
1. В толстостенный сосуд, содержащий 
небольшое количество воды, накачиваем 
воздух (рис. 5). Спустя некоторое время 
пробка вылетает из сосуда и образуется туман. Почему образуется туман? (Охлаждается воздух с парами.) Как и почему изменяется внутренняя энергия газа при вылете 
пробки из сосуда? 
Решение. В задаче рассматривается 
процесс, происходящий с газом (воздух с 
парами воды). Для теоретического решения 
выбираем модель — идеальный газ.
При накачивании воздуха в сосуд увеличивается количество молекул, что приводит 
к увеличению действия воздуха на стенки 
сосуда и пробку. Заметим, что увеличивается и внутренняя энергия газа. В некоторый 
момент сжатый воздух выталкивает пробку. 
При расширении газ совершает работу за 
счет уменьшения его внутренней энергии. В 
результате этого процесса температура газа 
понижается, происходит конденсация водяного пара — в сосуде образуется туман. 
Выскажем предположение, в каком случае тумана не будет. Если процесс медленный, то из-за теплообмена с окружающими 
телами воздух в банке не охладится. Затраты энергии при расширении газа компенсируются теплопередачей, в этом случае туман не будет наблюдаться. В случае сухого 
воздуха туман тоже не образуется.
2. Изменяется ли внутренняя энергия 
учебника, если его поднять или опустить?
Решение: перемещение учебника (модель — термодинамическая система) как 
целого не изменяет его внутреннюю энергию, так как не меняется энергия движения 
и взаимодействия частиц системы.
 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.