Урок "Розв'язування задач на тему "Кількість теплоти. Теплові машини"

Тема : Розв’язування задач на тему «Кількість теплоти. Теплові машини»

Мета уроку:  закріпити  знання теоретичних положень даної теми; розширити кругозір учнів шляхом розв’язування задач; розвивати уміння застосовувати набуті знання у стандартних та нестандартних умовах; виховувати прагнення поглиблювати свої знання.

Обладнання:  таблиці «Температури плавлення та кристалізації», «Температура пароутворення та конденсації», «Питома теплота  пароутворення», «Питома теплоємність», «Питома теплота плавлення», ігрове поле, картки реєстрації балів.

Тип уроку: урок узагальнення і систематизації знань

Хід уроку:

І. Організація класу. Розминка.

Вправа «Шифр».

Підберіть код та прочитайте  девіз уроку.

Хїит авузя’в Зоро Н біртоп  - іча дази  тавузя’в Зоря ситич ВАН  бощо Готя лд

(Для того, щоб навчитися розв’язувати задачі – потрібно розв’язувати їх»

2. Мотивація навчальної діяльності

          А.Б.Піппард, директор Кавендіської лабораторії, наголошував, що « Фізика – це набагато більше ніж набір законів… фізика – перш за все, жива творчість рук та мозку… вона втілює мистецтво розв’язувати проблеми матеріального світу. І тому фізики потрібно вчитися, але вчитися, як мистецтву!»

Видатний радянський вчений Сергій Вавілов писав «Фізика переводить техніку з області випадкових знахідок на раціональну, усвідомлену й кількісну дорогу»

Не можна не погодитися з цими словами. Фізика – потужна зброя в руках знавця. Адже багато явищ природи, проблем повсякденного життя пов’язані безпосередньо з фізикою

Тому сьогодні ми будемо розв’язувати задачі.

3. Повідомлення теми, мети та завдань уроку

4. Розв’язування  задач.  Міні-гра «Найрозумніший»

Перед вами   ігрове поле. Воно складається із 49 комірок, які пофарбовані в три різних кольори. В комірках  білого кольору ( їх 25)  заховані  запитання загального характеру. Вартість такої комірки – 0,5 бал. В комірки червоного кольору ( 15)  – якісні задачі прикладного характеру. Правильна відповідь на яку дає змогу отримати 2 бали. А в комірках синього кольору ( 9 ) заховані кількісні задачі, за розв’язання якої ви можете отримати  3 бали.

Правила гри:

Учні по черзі називають номер комірки. Після її відкриття буде видно її забарвлення. Вчитель читає запитання, яке сховане під цим номером. Якщо учень може дати відповідь на запитання, або розв’язати задачу – отримує відповідну кількість балів. У випадку, якщо учень не відповідає -  з нього знімається така ж кількість балів, а завдання розв’язує будь-який інший учасник.  Всі набрані бали учасники заносять до «Картки реєстрації балів».

Після закінчення гри, за набраними балами, учитель виставляє відповідні оцінки за роботу в класі.

Запитання:

Комірки білого кольору:

1. Яке явище називається конденсацією?

3. Як називається хід поршня в двигунах внутрішнього згоряння?
4.  Запишіть формулу розрахунку кількості теплоти, яка виділяється при конденсації рідини.

7.  Назвіть види теплових двигунів.

8. Як змінюється температура кипіння  води із зміною тиску?

11.  Від чого залежить швидкість випаровування рідини?

12.  З яких частин складається теплова машина.

14. Чому ККД теплового двигуна завжди менший 100%?

16.  Назвіть основні частини двигуна внутрішнього згоряння та їх призначення.

19. Кристалічне тіло, яке має температуру кристалізації за нормального атмосферного тиску 0⁰С.

20. В посудині з якої речовини можна розплавити  свинець?

24. Запишіть формулу розрахунку питомої теплоти плавлення.

26. Від чого залежить кількість теплоти, що виділяється під час кристалізації речовини?

28. Що можна сказати про температуру випаровування рідини та температуру її кипіння?

29. Питома теплота пароутворення води становить 2,3 МДж/кг. Що це означає?

30. Запишіть формулу  розрахунку питомої теплоти пароутворення.

34. Чому в таблиці температур плавлення та кристалізації речовин відсутні  аморфні речовини?

37.  Явище переходу з твердого стану в газоподібний.

38. Чим відрізняються молекули води від молекул льоду?

39. Чому не змінюється температура речовини під час процесу плавлення?

41. Назвіть основні відмінності будови двигуна внутрішнього згоряння від  дизельного двигуна.

42. Який процес називають плавленням?

43.  Опишіть  процес кипіння.

45. Від яких чинників залежить температура кипіння рідини?

49. запишіть формулу розрахунку питомої теплоємності речовини.

Комірки червоного кольору:

2.  Як зварити картоплю швидше?

    ( Необхідно захистити поверхню води від випаровування. Цей процес завжди супроводжується зниженням температури рідини та її кількості. Тому, щоб картопля  зварилася швидше, необхідно перед варінням вкинути в каструлю шматочок масла. Воно розтопиться і вкриє поверхню води тонкою плівкою, яка запобігатиме процесу випаровування води.

10. Ми можемо легко дізнатися про те чи кипить страва на плиті за парою, яка підіймається вгору. Чому не видно пари, коли страва вариться в духовці?

  ( Водяна пара конденсується в повітрі при охолодженні, через це в кімнаті ми її бачимо. А в духовці температура повітря набагато вища ніж в кімнаті).

13. Яка вода швидше згасить вогонь – холодна чи гаряча?

    ( Вода, взаємодіючи з предметом, що горить, перетворюється  на пару, відводячи від предмета велику кількість теплоти.  Тому гаряча вода загасить вогонь швидше. Адже в цьому випадку  пароутворення відбудеться швидше. Це обмежить притік чистого повітря ( в тому числі кисню) до області горіння)

17.  Чому яйця краще варити в солоній воді?

 ( Яйця часто тріскаються через перепади температур. Зокрема дотикаючись  до дна посудини, температура  якого значно вища температури води, через контакт з нагрівним елементом. Тому потрібно, щоб яйця не тонули,  а плавали. Саме для цього потрібна сіль.)

18.  Продавець морозива довго катав алеями парку свій візок, але так і не продав жодної порції. Однак зважування показало, що після такої «прогулянки» візок помітно полегшав. Чи означає це, що продавець сам з’їв частину морозива?

    ( Не обов’язково. Лід, який міститься у візку для охолодження морозива, сублімував, і перетворився в вуглекислий газ. Через це візок стає легшим.)

21. Коли в двигуні автомобіля перестає працювати яка-небудь свічка, то водій дуже швидко і без помилок визначає її … на дотик, рукою. Як це?

(Корпус непрацюючої свічки набагато холодніший, ніж корпус справних свічок. Це і використовують при визначенні роботи свічок на дотик)

22. Чи залежить швидкість закипання чаю від погодних умов?

(Так. Адже температура кипіння води змінюється на 0.1 ⁰С при зміні тиску на 2.7 мм.рт.ст.. А так як перед дощем атмосферний тиск знижується, то і температура кипіння води (хоч і незначно) знизиться. Тобто швидкість закипання буде більшою. Проте процес варіння страви буде довшим)

23. Чому господиням варто більше боятися опіків від водяної пари, аніж від окропу?

(Кінетична енергія молекул води в газоподібному стані  більша ніж в рідкому. Тому глибина проникнення в тіло людини молекулами  пари більша. Разом з тим при конденсації пари виділяється більша кількість теплоти. Через це опіки від водяної пари більш серйозніші.)

31.  Чому сирі дрова горять гірше, ніж сухі?

( При горінні сирих дров велика кількість енергії витрачається при випаровуванні вологи.)

33. Влітку, спекотним днем ми полюбляємо скупатися. Чому після купання ми помічаємо, що температура повітря дуже різко знижується?

(Температура повітря залишається такою самою. Просто,  при випаровуванні  води виділяється велика кількість енергії від тіла. Через це ми відчуваємо прохолоду.)

35. В деяких кулінарних рецептах є рекомендації підігрівати суміш не на вогні, а на «водяній бані». Чому, адже легше поставити на слабкий вогонь?

(Температура кипіння води 100 ⁰С.  Тобто суміш, яку ми будемо витримувати на «водяній бані», буде перебувати при постійній температурі і не буде доводитися до кипіння.)

36. Тіло людини на 65% складається з води. Чим небезпечне для людини переохолодження.

(Переохолодження може призвести до замерзання води в організмі, в тому числі крові в капілярах, що дає незворотні наслідки.)

44. Чому вода в чайнику кипить  ще декілька секунд після того, як його зняли з вогню?

( Дно і нижні частини стінок чайника, дотичні до полум’я, мають більш високу температуру, порівняно з водою, що в ньому кипить. Тому передача теплоти ще певний час триває.)

46. Чому бігуни  на довгих дистанціях постійно мають відчуття спраги?

(Під час бігу з тіла людини  інтенсивно випаровується рідина ( збільшення температури тіла, наявність вітру). Втрата вологи викликає відчуття спраги.)

47.  Який термометр краще використовувати в умовах крайньої півночі: ртутний чи спиртовий?

( Температура кристалізації ртуті -39 ⁰С,а спирту  -115 ⁰С. тому, при температурі навколишнього середовищ  -60 ⁰С доцільніше користуватися спиртовим термометром.)

Комірки синього кольору:

5.    Скільки тепла пішло на приготування в полярних умовах води для пиття з 10 кг льоду, взятого за температури -20 ⁰С, якщо вода повинна мати температуру 15 ⁰С?

6.    Яку кількість теплоти необхідно надати 10 г води за температури 0⁰С для того, щоб нагріти її до температури кипіння і випарувати?

9.   Яка кількість теплоти виділяється під час конденсації водяної пари, що має масу 10 кг, за температури 100⁰С і охолодженні води, яка утворилася, до 20 ⁰С?

15.  Яку кількість теплоти необхідно затратити, щоб із льоду масою 2 кг, взятого за температури -10⁰С отримати кип’яток?

25.   Скільки енергії витрачено на нагрівання води масою 750г від 20 ⁰С до температури кипіння та утворення пари масою 250 г?

27.   Яка кількість енергії виділиться під час тверднення і охолодження до 60 ⁰С 10 г срібла, якщо срібло взяте при температурі плавлення?

32.   З чайника википіло 0.5 л води, початкова температура якої була 10 ⁰С. Яку кількість теплоти витрачено надлишково?

40.  Яка кількість теплоти потрібна для одержання 5 л дистильованої води, якщо вода в дистилятор надходить при температурі 14 ⁰С?

48.  Яка кількість енергії виділяється, якщо свинцева пластинка розміром 2 × 5 × 10 см твердне й охолоджується  від температури плавлення до 27 ⁰С?

5.  Підсумок уроку. Оцінювання роботи учнів.

6. Домашнє завдання.

Повторити розділ 4. Підготуватися до підсумкового уроку. Виконати завдання для самоперевірки ст..243.