Урок по физике на тему 'Тепловые явления'

УРОК - СОРЕВНОВАНИЕ

По теме «Тепловые явления» (физика 8 класс)

ЦЕЛИ:

Образовательные:

- повторить основные определения, процессы, формулы по теме «Тепловые явления» с помощью решения качественных и расчетных задач;

- закрепить знания, умения, навыки, полученные при изучении темы «Тепловые явления»;

Развивающие:

- совершенствовать навыки самостоятельной работы,

- активизировать мышление школьников, умение самостоятельно формулировать выводы,

- развивать речь;

Воспитательные:

- развитие познавательного интереса к предмету,

- развитие чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач.

ХОД УРОКА

«Ум заключается не только в знании,

но и в умении прилагать знание на деле».

Аристотель, древнегреческий

философ (384-322 гг. до н. э)

«Незнающие пусть научатся,

а знающие вспомнят еще раз.»

Античный афоризм

1. Организационный момент (2 минуты)

Здравствуйте, ребята! Сегодня наш урок посвящен повторению и обобщению знаний по теме «Тепловые явления». Прошу вас обратить внимание на эпиграфы, написанные на доске, которые будут являться лейтмотивом нашего урока.

Форма проведения нашего урока сегодня - соревнование.

У нас с вами будет 3 команды. Каждый из вас сегодня будет работать на победу своей команды.

Начинаем наше соревнование. Надеюсь, что команды настроены на победу.

2. Первый конкурс «Вспомним термины» (7 минут с учётом проверки)

Каждой команде предлагается решить кроссворд. Затем по кругу передать решенные кроссворды другим командам для проверки. Ответы на кроссворд высветить на доске через мультимедийный проектор. За каждое правильно угаданное слово в кроссворде начисляется 1 балл.

Кроссворд (смотри в приложении 1)

Подводим итоги 1 конкурса.

3. Конкурс «Почемучки» (7 минут)

Человек издавна пытался объяснить необъяснимое, увидеть невидимое, услышать неслышимое. Оглядываясь вокруг себя, он размышлял о природе и пытался решить загадки, которые она перед ним ставила. Сначала человек считал природу одушевленной:

Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик -

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык.

- писал русский поэт Федор Иванович Тютчев, но позже человек стал понимать, что движет всем вокруг закон. И только он стоит во главе всего, что нас окружает.

- Вы, конечно же, ежедневно сталкиваетесь с различными физическими явлениями и в большинстве случаев можете их объяснить.

Наш второй конкурс называется «Почемучки». Вам будут предложены вопросы, на которые ваши команды должны дать ответы. За правильный и полный ответ команде будет начислено 2 балла. Время на обсуждение 10 секунд.

Вопросы командам:

1. Почему сады не разводят в низинах? (Когда участок расположен в низине или у подножия склона, причем необязательно крутого, он обычно переувлажнен, иногда и заболочен.

Особенно опасны замкнутые понижения рельефа - «блюдца». В них могут застаиваться как излишняя влага, так и воздух. И то, и другое - враг садовых культур и построек. Отсутствие движения воздуха зимой приводит к вымерзанию растений, весной - к повреждению заморозками, а летом - к развитию грибковых заболеваний)

2. Почему при рыхлении почвы ее теплопроводность уменьшается?

( При рыхлении разбивается затвердевшая почва и насыщается воздухом. Теплопроводность твердой почвы в более 100 раз выше теплопроводности воздуха. Понижение плотности почвы с 1.6 г/см3 до 1.1 г/см3 уменьшает теплопроводность примерно в 6 раз.

3. Почему некоторые виды птиц (тетерева, глухари, рябчики, куропатки и др.) зимой зарываются в снежные сугробы и там иногда проводят по несколько суток? (снег неплохой теплоизолятор и если надышать в сугробе небольшую лунку в ней можно поддерживать нормальную температуру - даже выше нуля. Интересно, что те же рябчики прячутся в лунках после обеда таким образом они спасаются не только от внешнего мороза, но и от мороженных почек и сережек (съеденных в обед), которые холодят их изнутри, а ведь на их разморозку приходится тратить много тепла. Мне кажется, что жители полярных стран, например эскимосы, подсмотрели у птиц такой способ спасаться от морозов и тоже стали делать себе домики из снега (шутка).

4. Почему корабль, отправляющийся в тропические страны, обычно имеет светлый тон? (Чтобы поверхность его несильно нагревалась лучами тропического солнца)

5. Почему, если зимой при сильном морозе прикоснуться пальцами к металлу, они прилипнут, а если прикоснуться к дереву - нет? (Теплопроводность металла велика, поэтому при соприкосновении тепло от пальцев к металлу переходит интенсивно, их температура быстро понижается, а поскольку кожа увлажнена, пальцы примерзают к металлу. У дерева же теплопроводность меньше и понижение температуры пальцев происходит медленно, поэтому эффекта прилипания не возникает.)

6. Почему на вершине горы холоднее, чем у ее подножия? Разве на единицу поверхности вершины попадает меньше солнечной энергии, чем у подножия? Разве с вершины холодный воздух не опускается к подножию и не охлаждает его? (На единицу площади вершины горы приходится больше солнечной энергии, чем у подножия, т.к. часть энергии солнечных лучей, проходя через слои атмосферы, поглощается и рассеивается ими. Несмотря на это, на вершине прохладнее, чем у подножия. Это объясняется двумя обстоятельствами: во-первых, поднимающийся по склону горы воздух, попадая вверх в область низкого давления, адиабатно расширяется и охлаждается, а воздух, опускающийся с вершины к подножию горы наоборот, попадая в область высокого давления, сжимается и нагревается; во-вторых, воздушное одеяло, покрывающее земную поверхность и отражающее часть ее теплового излучения, над вершиной более тонкое, чем внизу, поэтому понижения температуры вверху происходит быстрее, чем у подножия.)

7. Что теплее: три рубашки или рубашка тройной толщины?

(три рубашки, т.к. между тремя рубашками есть воздух, который является плохим проводником тепла, а в рубашке тройной толщины его нет)

4. Конкурс «Попробуй реши» ( 7 минут)

В учении проявим мы старание,

Идей научных видя обаяние!

Задачу мы любую одолеем

И другу подсобить всегда сумеем!

Историю науки изучаем

И Ломоносова великим почитаем!

И проявляем мы себя в труде,

Как двигатель с высоким КПД!

Но как же жизнь бывает непроста

С той дамой, что зовется: «ТЕПЛОТА!»

Сейчас каждой команде предлагается решить по задаче на применение изученных формул по теме «Тепловые явления».

Какие формулы вам известны?

- Формула для расчёта количества теплоты при нагревании или охлаждении тела, а так же формула для расчёта количества теплоты при сгорании топлива.

Капитаны команд распределяют, кто какую задачу решает в команде

1. Чему равна масса нагретого медного шара, если он при остывании на 10 °С отдает в окружающую среду 7,6 кДж теплоты. Удельная теплоемкость меди 380 Дж/кг*°С. (Ответ: 2 кг.)

2. Чему равна удельная теплота сгорания керосина, если при сгорании 200 г керосина выделяется 9200 кДж теплоты? (Ответ: 46000 кДж/кг.)

3. На сколько градусов необходимо нагреть воду массой 2 кг, передав жидкости 672 кДж теплоты? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/ кг*°С. (на 80 °С)

Оценивание: за правильно решённую и верно оформленную задачу команда получает по 5 баллов.

Физкультминутка (1 минута) - проводит ученик класса

• Показать состояние молекул в твёрдом состоянии (колебания около своих мест)

• Показать состояние молекул в жидком состоянии (Перескоки)

• Показать состояние молекул в газообразном состоянии (Движение по классу)

• Представить нагревание воды в сосуде и показать, в каком направлении движутся струи нагревающейся жидкости. ( Приседания)

• Увеличение внутренней энергии, т.е. нагревание тел (пальцев и ладоней) за счёт совершения работы над ними. (Сгибание, разгибание пальцев, растирание ладоней)

• Переход кинетической энергии в потенциальную энергию и наоборот. (Прыжки)

5. Конкурс «Проекты» (15 минут)

Это конкурс домашнего задания. После выступления детей обязательно задать вопрос: С какими проблемами столкнулись при подготовке материала?

1 команда - «Кулинары» получила следующие вопросы:

Какие тепловые способы приготовления пищи вам известны? В каждом случае укажите источник тепловой энергии и способ передачи теплоты к продуктам.

Ответ основан на жизненном опыте. С древних веков люди готовили пищу на огне, в костре, затем в печи, на пару, в дыму, на углях и т.д. При рассказе могут использоваться мультимедийные технологии (слайды в Power Point содержат фотографии, рисунки, репродукции картин, видеофрагмент) или может быть представлен плакат.

Почему жареное вкуснее варёного?

Причина того, что жареная пища вкуснее варёной заключается главным образом в физических особенностях процессов жарения и варки. Ни вода, ни жир не нагреваются выше температуры их кипения,- но вода кипит при 100°С, жир - при 200°С, значит, жаренье происходит при более высокой температуре, чем варка. Более высокое нагревание вызывает в органических веществах пищи изменения, улучшающие вкус (жаркое вкуснее варёного мяса, яичница вкуснее варёных яиц и т.д.).

В какой посуде пища подгорает легче: в медной или в чугунной? Почему?

Теплопроводность меди в 8 раз больше, чем чугуна; это значит, что в единицу времени через слой меди протекает в 8 раз больше теплоты, чем через слой чугуна такой же толщины при одинаковой разности температур по обе стороны слоя. Отсюда ясно, что в медной посуде, поставленной на огонь, пища должна подгорать легче, чем в чугунной.

2 команда - «Экспериментаторы»

Какова мощность горящей спички? (решить задачу экспериментально)

При горении развивается тепло, освобождается энергия. Можно выяснить, сколько джоулей энергии развивает горящая спичка в секунду, т.е. какова мощность горящей спички в ваттах?

Взвешиванием определяем, сколько весит спичка (m=100 мг = 0,1 г), теплотворную способность древесины примем равной 12500 . Определяем по секундомеру, что спичка сгорает за 20 секунд. Q=q.m; Q=12500. 0,1 г =1250 Дж; P== =63 Дж. Следовательно, мощность горящей спички равна 63 Ватта, т.е. по мощности превосходит 50-ваттную электрическую лампочку.

В программе «Доброе утро» от 22.10.2015 на 1 канале ТВ был показан сюжет про эксперимент с различными видами топлива.

Цель эксперимента - выяснить какое топливо дольше горит и дает большую температуру.

Были выбраны следующие виды топлива:

- дрова сухие

- древесные брикеты двух видов (из мелких опилок и крупных опилок)

- торфяные брикеты.

Каждое топливо жгли в печи 1 час.

Результаты эксперимента получились следующие:

- За 1 час сожгли дрова объемом, и они создали в печи температуру 300°С

- Брикеты древесные горели на треть (из мелких опилок дали температуру 420°С, из крупных - 400°С, но последние источали неприятный запах)

- Торфяные брикеты пришлось разжигать только час, а потом тепла они дали тоже 300°С. Поэтому их лучше помещать в уже разогретую печь

Вывод: для экономии топлива выгоднее покупать древесные брикеты, но проверенных на качество запаха, а всё же корреспонденту по душе пришлись обычные дрова, так как их горение дает дополнительное какое-то свое тепло.

3 команда - «Энергетики»

Проанализируйте виды топлива, которые используются в современной технике. Какие виды топлива использовались в древности? Какие вещества, возможно, будут использоваться как топливо в будущем?

Анализ видов топлива производится по ученику (таблица) или сборнику задач Лукашика (таблице 2), дополнить эти таблицы можно сведениями из интернет - ресурсов или справочников. Для лучшего просмотра таблица высвечивается на экране или предлагается плакат (смотря, что подготовят ученики).

Удельная теплота сгорания топлива, кДж/кг

Виды топлива

Удельная теплота сгорания, кДж/кг

Твердое топливо

Бурый уголь подмосковный

10500

Бурый уголь челябинский

14650

Дрова сухие

11200

Лузга подсолнечная

14300

Солома

14300

Порох

3700

Твёрдое ракетное топливо

10500

Металлическое ракетное горючее

Магний

24830

Алюминий

31000

Бериллий

66600

Жидкое топливо

Бензин

44000

Дизельное топливо

42700

Жидкое ракетное топливо: кислород и керосин

9600

Жидкий фтор

12940

Жидкий водород

13550

Газообразное топливо

Бутан

47000

Водород

119700

Метан

49800

Природный газ Бугурусланский

41000

Природный газ Саратовский

45600

Природный газ Дашавский

49000

Пропан

46000

Этан

47500

Этилен

47300

На вопрос «какие виды топлива возможно будут использовать?» мы нашли интересный факт «Бензин … из Солнца» (откопировать материал из кл.часов 6 класс, есть закладка)

6. Подведение итогов соревнования. Выставление отметок учащимся. (2 минуты)

7. Домашнее задание (2 минуты)

1) Обязательно: подготовиться к терминологическому диктанту по теме «Агрегатные состояния вещества»

2) Желающим: составить задачу по теме, чтобы она включала в себя формулы расчёта количества теплоты при нагревании или охлаждении тела и расчёта количества теплоты при сгорании топлива.

3) Индивидуально: Лариной Анастасии и Васютинской Дарье подготовить мини - проект по теме: «Удивительное вещество - вода».

8. Рефлексия. (1 минута)

Покажите мне карточки, с каким настроением вы сегодня покинете урок.

9. Заключительное слово учителя (1 минута)

По словам русского поэта XIX века Якова Петровича Полонского,

«Царство науки не знает предела-

Всюду следы её вечных побед.

Разума слово и дело,

Сила и свет»

Эти слова по праву можно отнести к замечательной науке - физике, подарившей нам столько открытий. А сколько ещё непознанного вокруг! Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры! Хочется надеяться, что сегодняшний урок разбудит и у вас жажду новых познаний. Благодарю вас за совместную работу.

- Закончить урок мне хочется словами:

Решать загадки можно вечно.

Вселенная ведь бесконечна.

Спасибо всем нам за урок,

А главное, чтоб был он впрок!

- До свидания! Всего Вам доброго!

Приложение 1

Вопросы к кроссворду:

1. Энергия тела, состоящая из кинетической энергии вех молекул, из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия.

2. Шведский учёный, предложивший использовать стоградусную шкалу температур.

3. Один из способов изменения внутренней энергии тела.

4. Внесистемная единица измерения количества теплоты.

5. Изменение внутренней энергии путём трения, ударов и т.д.

6. Теплообмен в жидких и газообразных средах, осуществляемый потоками (или струями) вещества.

7. Ночные и дневные ветры, возникающие на берегах морей и больших озёр (пример теплообмена в природе).

8. Сосуд для хранения при неизменной температуре помещаемых в него пищевых продуктов.

9. Естественный приток свежего воздуха в топку для поддержания горения (пример теплообмена в технике)

10. Система, в которой внутренняя энергия неизменна, какие бы процессы в ней не происходили.

11. Явление передачи внутренней энергии от одного тела к другому или от одной его части к другой.

12. Процесс, протекающий с выделением большого количества теплоты при соединении атомов в молекулы.

13. Лучистый теплообмен.

14. Прибор, используемый в школьных условиях , вместо сосуда Дьюара (теплонепроводящего сосуда).

15. Страна, в которой в 1855 году были изобретены безопасные спички (которыми мы пользуемся до сих пор). Фосфор в этих спичках заменен другими горючими веществами.

Ответы на кроссворд

1. Чему равна масса нагретого медного шара, если он при остывании на 10 °С отдает в окружающую среду 7,6 кДж теплоты? Удельная теплоемкость меди 380 Дж/кг*°С.

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

2. Чему равна удельная теплота сгорания керосина, если при сгорании 200 г керосина выделяется 9200 кДж теплоты?

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

3. На сколько градусов необходимо нагреть воду массой 2 кг, передав жидкости 672 кДж теплоты? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг*°С

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

3. На сколько градусов необходимо нагреть воду массой 2 кг, передав жидкости 672 кДж теплоты? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг*°С

ДАНО: РЕШЕНИЕ: