разработка урока по физике на тему 'Количество теплоты' (8 класс)

Решение задач по теме

«Количество теплоты».

8-класс

Урок разработала:

учитель физики

МКОУ «Лицей № 2»

Шалаева

Валентина Васильевна

г. Михайловск

Цели урока:

Образовательные: систематизировать знания, закрепить основные понятия: количество теплоты, удельные величины, их условные обозначения, расширить область знаний о данных понятиях, выработка умения применять изученный материал для решения практических задач.

Развивающие: формирование логического мышления, продолжать развивать навык решения физических задач.

Воспитательные: привития учащимся к доброжелательному общению, взаимопомощи.

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Ход урока.

I. Введение (1 мин)

Учитель. Тепловые явления, тепловые процессы проч­но вошли в нашу жизнь. Сегодня на уроке мы поработаем с графиками тепловых явлений и в очередной раз убедим­ся в том, что физика тесно связана не только с математи­кой и другими науками, но и с повседневной жизнью. Мы повторим основные понятия: количество теплоты, удель­ные величины, а также их условные обозначения.

II. Терминологический диктант (самостоятельная работа, 3 мин; самопроверка, 0,5 мин)

Учитель. Запишите под диктовку физические терми­ны и поставьте рядом, через тире, их условные обозначе­ния. Ответы записаны на откидной доске, по окон­чании диктанта я открою доску и вы сами проверите свои ответы. Итак:

-удельная теплота плавления - (\);

-удельная теплоемкость - (с);

-удельная теплота сгорания топлива - (q);

-удельная теплота парообразования - (L).

III. Толкование физических понятий (работа в

группах)

Учитель. Группа «Альфа» письменно дает толкова­ние понятия удельная теплоемкость вещества, группа «Омега» - понятия удельная теплота плавления, группа «Гамма» - понятия удельная теплота сгорания топлива. По окончании работы листы сдаете в экспертную комис­сию. Кто быстрее?

IV. Тестовое задание (самостоятельная работа, 4 мин) Учитель. Каждый ученик должен выбрать правильный

ответ из предложенных (плакат 1). Работу сдать экспертной комиссии.

V. Игра «Перестрелка» (подготовка, работа в группах, 4 мин)

Учитель. Группы «Альфа» и «Гамма» получают зада­ние: рассмотреть показанный на плакате 2 графики нагре­вания, кипения и охлаждения жидкости, озаглавить его и составить вопросы для соперников.

плакат 2. «Альфа»

1. Какую температуру имело тело вначале?

A) 400 °С; Б) 110 °С;

B) 100 °С; Г) 50 °С; Д) 440 °С.

2. Какой процесс описывается отрезком АБ?

A) Нагревание; Б) охлаждение;

B) плавление; Г) отвердевание.

3. Какой процесс описывается отрезком БВ?

A) Нагревание; Б) охлаждение

B) плавление; Г) отвердевание.

4. При какой температуре начался процесс плавления тела?

A) 80 °С; Б) 350 °С;

B) 320 °С; Г) 450 °С; Д) 1000 °С.

5. Сколько времени длился процесс плавления?

A) 8 мин; Б)4 мин;

B) 12 мин; Г) 16 мин; Д) 7 мин.

6. Изменялась ли температура тела во время плавле­ния?

A) Да, она увеличивалась; Б) да, она уменьшалась;

B) нет, не изменялась.

7. Какую температуру имело тело в конце наблюдений?

A) 10 °С; Б) 500 °С;

B) 550 °С; Г) 40 °С; Д) 1100 °С.

плакат 2 «Гамма»

VI. Решение задач (работа в группе, 4 мин)

Учитель. Пока «Альфа» и «Гамма» готовятся к пере­стрелке, группе «Омеге», чтобы не замерзнуть, необходимо сложить костер. Какие дрова лучше горят?

(Ответ. Березовые.)

Пользуясь записью на плакате 3, ответьте:

Плакат 3

q = 13 • 10⁶ Дж/кг, с = 4200 Дж/кг °С ,m= 10 кг

• Что характеризуют эти данные?

(Ответ. Удельная теплота сгорания березовых дров, удельная теплоемкость воды, масса воды.)

• Хватит ли энергии, которая выделится при полном сгорании 1 кг березовых дров для изменения температу­ры 10 кг воды: а) на 1 °С? б) на 10 °С? Считать, что вся выделившаяся энергия пойдет на нагревание воды.

(Ответ. «Да» в обоих случаях.)

VII. Игра «Перестрелка» (проведение, работа в группах, 4 мин)

Команды поочередно задают друг другу вопросы, эк­спертная комиссия следит за их грамотностью, за дуб­лирование оценка снижается.

• Какова была температура жидкости в начале наблю­дения?

• Какова температура кипения жидкости?

• В течение какого времени жидкость кипела?

• Какие процессы на графике характеризуют отрезок АБ? БВ? ВГ?

Количество теплоты

• Сколько жидкость нагревалась? охлаждалась?

• До какой температуры жидкость нагрелась?

VIII. Решение задач (самостоятельная работа, 4 минуты)

Учитель. Вы не подозреваете, сколько энергии вы затратили на выполнения задания. Как же нам ее восстановить? взглянем на плакат 4 и решим

Плакат 4

m=200г

t₁=46,5 °С

t₂=36,5 °С

c=с_воды

Какое количество теплоты получит человек выпивая чашку чая массой 200г, нагретого до 46,5 °С

Температура тела человека 36,5 °С.

Дано: СИ

т = 200 г, 0,2кг

t₁ = 46,5 °С,

t₂ = 36,5 °С,

с = 4200 Дж/кг

Q-?

Решение

Q = cmΔt;

Δt=t₁- t₂;

Δt = 10 °C;

Q= 4200 Дж/(кг • °C) • 0,2 кг• 10 °C;

Q = 8400 Дж = 8,4 кДж.

Ответ. Q = 8,4 кДж.

А теперь скажите:

• Большую или меньшую энергию получит человек, если температура чая будет 50 °С?

• (Ответ. Большую.)

• Стоит ли выпить чашку горячего чая для быстрого согревания, если замерзнешь?

• (Ответ. Да.)

• Что может произойти, если жарким летним днем (или, например, в бане) пить охлажденные напитки?

(Ответ. Произойдет переохлаждение организма, мож­но заболеть.)

IX. Решение задачи (самостоятельная работа, 4 мин) Учитель. Но для восстановления энергии порой недо­статочно чашки горячего чая. Чай с бутербродом - луч­ше. Решаем задачу всем классом, данные - на плакате 5.

Плакат 5

q₁ = 9 260 000 Дж/кг

т₁ = 100 г

q₂ = 32 690 000 Дж/кг

т₂ = 20 г

• Удельная теплота сгорания пшеничного хлеба 9 260 000 Дж/кг, а сливочного масла -32 690 000 Дж/кг. Какую энергию получит человек, съев бутерброд с маслом (100 г хлеба и 20 г масла)?

Дано:

q₁ = 9 260 000 Дж/кг,

m₁= 100 г,

q₂ = 32 690 000 Дж/кг,

т₂ = 20 г.

Q=?

СИ

0,02 кг

Решение

Q = О₁ + Q₂, Q₁ = q₁m_1, Q₂ = q₂m₂

Q₁ = 9 260 000 Дж/кг • 0,1 кг = 926 000 Дж;

О₂ = 32 690 000 Дж/кг • 0,02 кг = 653 800 Дж;

Q = 926 000 Дж + 653 800 Дж = 1 579 800 Дж = 1,6 МДж.

Ответ. Q = 1,6 МДж.

• Учитель. Основательно подкрепившись, смело можем отправиться в поход. Решаем в группах задачу по плака­ту 6; время - 4 мин.

Плакат 6

A =Fs

A = Q

F = mg

m = 40 кг

g = 10 H/кг

• На какую высоту мог бы подняться в гору школь­ник массой 40 кг за счет энергии бутерброда, ука­занной в предыдущей задаче, если бы его организм всю энергию, заключенную в бутерброде, превра­тил в мышечную? Группа «Омега» поднимается в гору с рюкзаком массой 45 кг, группа «Альфа» под­нимается налегке, группа «Гамма» - с рюкзаком массой 10 кг.

Группа <<����������

��������

�����������

�������������

��������������������

���������

����е.

Q= А; А = Fs; s = h; F = mg; Q = mgh;

h= 1600000 Дж / 45*10 H/кг; h = 3556 м.

Ответ, h = 3556 м.

Группа <<����������

��������

�����������

�������������

��������������������

���������

����е

Q = A… (см. решение предыдущей задачи ).

Ответ, h = 4000 м.

Группа <<����������

��������

�����������

�������������

��������������������

���������

����е

Q = A… (см. решение предыдущей задачи ).

Ответ, h = 3200 м.

X. Анализ ответов (работа всем классом, 2 мин) Учитель. Каждая группа сообщает ответ. Отвечаем на вопросы:

• Как соотносятся полученная энергия и выполненная работа?

• (Ответ. ...Чем больше масса, тем большую энергию необходимо затратить, чтобы подняться на нужную вы­соту.

• Чем больше масса, тем высота, на которую можно подняться за счет энергии бутерброда, будет меньше.)

• Что произойдет в организме школьника, который не будет подниматься в гору, а ляжет под кустом?

(Ответ. Появятся жировые отложения.)

XI. Решение задачи (самостоятельная работа, 4 мин) Учитель. Как мы только что с вами выяснили, что­бы получить энергию, человек должен принимать пищу. А чтобы работали промышленные предприятия, тоже требуется энергия, но в гораздо в больших масштабах. Источником энергии часто является тепло - его выра­батывают на мощных тепловых и атомных электростан­циях.

Решим задачу по плакату 7.

Плакат 7

m = 30 г.

q = 8 * 10¹³ кДж / кг.

Q = ?

• Первая атомная электростанция, построенная в России в 1954 г., расходует в сутки ядерное топли­во массой 30 г (плакат 7). Вычислите количество теплоты, получаемое в сутки, если удельная тепло­творная способность (теплота «сгорания») ядерно­го топлива 8 • 10¹³ кДж/кг.

Дано:

m = 30 г,

q = 8 • 10¹³ к Дж/кг.

Q-?

Решение

Q = qm;

Q = 8 * 10¹³ кДж / кг * 0,03 кг;

Ответ, Q = 2.4 * 10¹² кДж.

XII. Решение задачи ( работа в группах, 4 мин.)

Учитель. Решает задачу повышенной сложности с использованием закона Джоуля- Ленца.

• На сколько измениться температура воздуха в комнате площадью 18 м² за 20 минут при включенном обогревателе? Напряжением 220 В, слила тока 3 А, удельная теплоемкость воздуха с = 1000 Дж/ (кг * °C), высота комнаты 2,5 м, плотность воздуха 1,29 кг/ м³/ (Δt = 13,6°C).

Дано:

S = 18 м²,

t = 20 мин,

U = 220 B,

I =3 A,

с = 1000 Дж/ (кг * °C)

h = 2,5 м,

ρ = 1,29 кг / м³

Q = ?

Решение

Q = cmΔt°;

Δt°=Q /cm;

Q= UIt;

m = ρV;

V = Sh;

m = ρSh;

Δt° = UIt / cρSh;

Δt° = (220 B * 3 A * 1200 c) / (1000 Дж/ (кг * °C) * 1,29 кг / м³ * 18 м² 2,5 м );

Δt° = 13,6°C

Ответ, Δt° = 13,6°C

XIII. Подведение итогов (1 мин)

Экспертная комиссия оглашает результаты командной и индивидуальной работы.

XIV. Рекомендации учителя (1 мин)

XV. Домашнее задание (1 мин)

Составить задачу по данной теме, охватывающую не­сколько видов тепловых процессов, и решить ее.