Урок з фізики. Лабораторна робота "Теплоаудит приміщення"

Урок з фізики

Тема:  Лабораторна робота «Теплоаудит приміщення»

Мета: Формувати вміння спостерігати різні теплові процеси; навчити користуватися фізичними приладами; дотримуватися правил техніки безпеки при виконанні робіт; дослідити параметри мікроклімату; визначити обсяги втрат теплоти. Усвідомлювати необхідність збереження та раціонального використання теплової та електричної енергії для здобуття нашою державою енергетичної незалежності. Виховувати патріотизм, працелюбність, наполегливість.

Тип уроку: удосконалення знань, умінь і навичок.

Прилади: Пірометр GM – 300, термометр кімнатний, вимірювальна стрічка.

План схема уроку :

Хід уроку

1. Організаційний етап
2. Актуалізація і коригування опорних знань

1. Учитель проводить інструктаж з техніки безпеки під час виконання лабораторної роботи.
2.  Учитель оголошує тему уроку і пропонує учням самостійно визначити, які теоретичні запитання необхідно повторити до проведення лабораторної роботи, та за необхідності вносить корективи  у відповіді учнів. Об’єктом дослідження є приміщення кабінету фізики навчального  старого корпусу, розташоване на верхньому поверсі школи, кутове.

Фронтальне опитування:

• Які дані повинно використовувати для дослідження приміщення в процесі теплоаудиту?
• Що означає « мікроклімат» приміщення?
• Які методи передачі теплоти вам відомі?
• Дайте визначення теплового балансу.

3. Повідомлення теми, мети й завдань уроку; мотивація навчальної діяльності

Учитель повторює тему роботи, пропонує самостійно визначити мету даної роботи. Мотивацію навчальної діяльності можна здійснити методом «Гірлянда питань»

Завдання класу:

• Що буде результатом вашої роботи?
• Яким шляхом можна досягти цього результату?
• Що в роботі може виявитися найскладнішим?

4. Осмислення змісту  й послідовності застосування практичних дій

1. Дані обстеження приміщення

2. Значення температури в день проведення теплоаудиту

5. Самостійне виконання учнями завдання під контролем учителя

3. Розрахунок тепловтрат

Згідно з ДБН «Теплова ізоляція будівель» тепловтрати через огороджувальні конструкції визначаються за наступною формулою:

Q_огр = [0,001 ⁄ (∑ δ ⁄ λ + δ із ⁄ λ із + 0,16)]·(t вн - t зов)·F      (кВт)

де δ - товщина конструктивних шарів зовнішнього огородження ([δ]= м);

λ - коефіцієнт теплопровідності конструктивних шарів огородження

(визначаються згідно з довідниковими даними (([λ]=Вт/м · C°);

δ із -  товщина теплової ізоляції в конструкції огородження ([δ]= м);

λ із - коефіцієнт теплопровідності теплової ізоляції огородження

(визначаються згідно з довідниковими даними залежно від матеріалу теплової ізоляції (([λ]=Вт/м · C°);

t вн – температура внутрішнього повітря (C°);

t зов – температура зовнішнього повітря (C°);

F – площа поверхні зовнішнього огородження приміщення, яка омивається з одного боку внутрішнім, а іншого – зовнішнім повітрям (м²);

0,16 – коефіцієнт, який характеризує умови теплообміну на поверхнях огороджень, (м · C°/Вт);

4. Визначаємо тепловтрати зовнішньої стіни
5. Визначаємо тепловтрати стелі
6. Визначаємо тепловтрати через вікна

При розрахунках втрат теплоти через вікна користуємося 

Q вікна (трансмісійні) = 0,001· Кв· (t вн - t зов) · Fв      (кВт)

де Кв – коефіцієнт теплопередачі вікон   ( Вт/м · C°);

Fв   - площа поверхні вікон  (м²);

Витрати теплоти на інфільтрацію  через вікна залежать від витрат повітря, яке повинно надходити у приміщення, і перепаду температур:

Q вікна (інфільтраційна) = Cпов. · Vп · (t вн - t зов)      (кВт)

де Cпов. - об'ємна середня теплоємність повітря, приймається рівною 0,92 кДж/ м³· C°)

Vп – секундні витрати повітря, яке надходить до приміщення через нещільності у вікнах)

Q вікон = Q т + Q і

Q тран = Q стіни + Q стелі+ Q вікон

7. Надходження теплоти

Q люд= 0,120· Nл  =                          к Вт

Nл -  кількість людей у приміщенні

  Q осв= 0.06· Nо =                              кВт

Nо – загальна потужність лам освітлення

Q оп= 0,008· F оп (t оп - t в)  =              кВт

F оп – площа поверхні опалювального приладу    (м²)

t оп – середня температура гарячої води        (C°)

 t в – температура внутрішнього повітря         (C°)

8. Q надх = Q л + Q ос+ Q оп=                          к Вт
9. Qнадх.= Qвтрат ± похибка розрахунків

6. Узагальнення й систематизація результатів роботи

Запитання класу:

• Яких результатів досягли під час даної лабораторної роботи?
• Чи виникли труднощі в ході виконання роботи?
• Як можна покращити тепловий комфорт приміщення?
• Як можна скоротити тепловтрати приміщення?
• Як можна виявити причини перевитрат енергії?

7. Підбиття підсумків уроку та повідомлення домашнього завдання

Учитель підбиває підсумок уроку.

Домашнє завдання:

1. Повторити теоретичний матеріал за підручником.
2. Провести теплоаудит класної кімнати або домашньої оселі.