Розділ 1. ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

Очікувані результати навчально-пізнавальної діяльності учнів

30

Учень/учениця Знаннєвий компонент: розуміє властивості теплового руху; особливості руху атомів i молекул речовини в різних агрегатних станах речовини; фізичні властивості твердих тіл, рідин і газів; володіє поняттям, формулює визначення фізичної величини (температура, внутрішня енергія, кількість теплоти, питома теплоємність, питома теплота плавлення, пароутворення, згорання палива) та їхні одиниці;

знає способи вимірювання температури; принципи побудови температурної шкали Цельсія; два способи зміни внутрішньої енергії тіла; види теплообміну; види теплових машин;

пояснює графіки теплових процесів (нагрівання/ охолодження, плавлення/ тверднення, пароутворення/ конденсація); залежність розмірів фізичних тіл від температури.

Діяльнісний компонент: застосовує набуті знання в процесі розв’язування задач різних типів та виконання лабораторних робіт; застосовує рівняння теплового балансу; аналізує графіки теплових процесів; пояснює принцип дії теплових двигунів; користується термометром, калориметром; дотримується правил безпеки під час проведення експериментів.

Ціннісний компонент: визначає переваги і недоліки впливу теплових машин та інших засобів теплотехніки на довкілля;

усвідомлює необхідність використання енергозбережувальних технологій;

оцінює роль видатних учених у розвитку знань про теплоту

Демонстрації

1.     Дифузія газів, рідин.

2.     Розширення тіл під час нагрівання.

3.     Модель броунівського руху.

4.     Зміна внутрішньої енергії тіла внаслідок виконання роботи.

5.     Принцип дії теплового двигуна.

6.     Моделі теплових двигунів

Навчальні ресурси для наскрізних змістових ліній: ситуативні вправи і задачі на аналіз перебігу теплових процесів; усвідомлення важливості енергозбережувальних заходів у масштабах родини, громади, країни; вплив теплових машин та інших засобів теплотехніки на довкілля

№ уро ку

Зміст навчального матеріалу

Дата/ ОК

1

Тепловий стан тіл. Температура та її вимірювання Рух молекул і тепловий стан тіла. Температура. Термометри. Температурна шкала. Теплова рівновага. 

ОК1

2

Залежність розмірів фізичних тіл від температури  

ОК2

3

Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії тіла.  

ОК3

4

Види теплообміну. Теплопровідність.  

ОК4

5

Конвекція. Випромінювання  

ОК5

6

Розв’язування задач. Самостійна робота  

7

Кількість теплоти. Розрахунок кількості теплоти при нагріванні/охолодженні тіла.  

ОК6

8

Розв’язування задач  

9

Тепловий баланс  

10

Розв’язування задач  

11

Інструктаж з БЖД.

Лабораторна робота № 1. Вивчення теплового балансу за умови змішування води різної температури  

12

Інструктаж з БЖД.

Лабораторна робота № 2. Визначення питомої

теплоємності речовини   

13

Розв’язування задач. Підготовка до контрольної роботи  

14

Контрольна робота № 1 з теми «Температура. Внутрішня енергія. Теплопередача»   

15

Аналіз контрольної роботи № 1.

 Агрегатні стани речовини. Фізичні властивості твердих тіл, рідин і газів. 

ОК7

16

Кристалічні та аморфні тіла. Температура плавлення. Розрахунок кількості теплоти при плавленні/твердненні тіл  

ОК8

17

Питома теплота плавлення. Розв’язування задач 

ОК9

18

Розв’язування задач. Самостійна робота  

19

Пароутворення і конденсація. Розрахунок кількості теплоти при пароутворенні/конденсації.  

ОК10

20

Кипіння. Температура кипіння.   Розв’язування задач 

ОК11

21

Рівняння теплового балансу.Розв’язування задач. Самостійна робота  

22

Згорання палива. Розрахунок кількості теплоти внаслідок згорання палива.

ОК12

23

Розв’язування задач 

24

Розв’язування задач. Самостійна робота  

25

Теплові двигуни. Принцип дії теплових двигунів. ККД теплового двигуна. 

ОК13

26

Деякі види теплових двигунів 

ОК14

27

Теплоенергетика.      Способи   збереження енергетичних ресурсів. 

28

Розв’язування задач. Підготовка до контрольної роботи Повт.§ 10-18. 

29

Контрольна робота № 2 з теми «Зміна агрегатного стану речовини. Теплові двигуни» 

30

Аналіз контрольної роботи № 2. Захист навчальних проектів з теми «Теплові явища» 

31

Захист навчальних проектів з теми «Теплові  явища» 

. 

32

Захист навчальних проектів з теми «Теплові явища» Підсумковий урок.

Нагріте тіло

Менш

нагріте 

Теплопровідники

Теплоізолятори

Метали

(кастрюлі, сковорідки, батареї опалення)

Скло, повітря, вода,

скловолокно,

вата, хутро, жирові

відкладення у тварин

Теплопровідність у природі

Теплопровідність у житті

                               людини                   

Виписати з підручника

Δt =  

c =

Q , Дж

с, Дж/кг К

m, кг

Δt, K

1

?

4200

2

100

2

25200

2100

?

30

3

22500

450

0,1

?

4

1000

?

1

2

Агрегатний стан

Властивості

Форма

Об’єм

Стиснення

Розташува

ння

Рух

Взаємодія

Твердий

Зберігає

Зберігає

Майже неможливе

Відстані ≈ р молекул

утворюю

кристаліч решітку

озміру

,

ть

ну

Коливання

Сильна

Рідкий

Не зберігає

Зберігає

Майже неможливе

Відстані ≈ р молекул, пор відсутні

озміру

ядок й

Коливання

, інколи

"стрибки"

Сильна

Газоподібний

Не зберігає

Займає весь

наданий об’єм

Досить легко стиснути

Відстані наб більші від ро молекул

агато

зміру

Літають по всьому

об’єму, інколи

зазнають зіткнень

Слабке притягання,

відштовхува ння під час зіткнень

Домашнє завдання :     Вивчити § 10, Вправа № 10 (1 – 3)

Різким збільшенням  кількості пари

 25000 кДж

43000 кДж

44000 кДж

 q = ...

                    m = ....

η = Акор / Qповна

η = Акор / Qповна 100%

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ НА ВСТАНОВЛЕННЯ ВІДПОВІДНОСТІ.

Теплові явища.  Тепловий стан. Теплообмін. Кількість теплоти

№1

У воді, що знаходиться в термосі, плаває лід. Чи відбудеться теплообмін між ними і яким чином, якщо

I.           їх температура однакова і дорівнює 0°С?            

II.        температура льоду- 10°С, а води 0°С ?                 

III.    температура льоду -5°С, а води +5°С ?                

IV.     температура льоду 0°С, а води +2° С ?

1.               відбудеться; вода віддає тепло льоду

2.               не відбудеться

3.               відбудеться, лід віддає тепло воді

№2

За рахунок чого відбувається зміна внутрішньої енергії при:

I.   обробці заготовки на токарному станку ?                           II. швидкому опусканні вниз по шесту або

 канату, можна обпекти долоні?                                                

III. дотиканні холодного повітря з нагрітим предметом? IV. загартуванні нагріте стальне зубило занурюють у масло

1.  за рахунок виконання роботи

2.  за рахунок  теплообміну

№3

Підвищилась чи знизилась температура і на скільки градусів при такій зміні показів термометра:

I.   від О°С до +4°С?                                                                        II.  від 0°С до-4°С?                                                                         

ІІІ. від -2°С до -20°С ?                                                                     ІУ. від,+2°Сдо+20°С?                                                                   

1. знизилась на 18°С

2.підвищилась на 4°С

3.  знизилась на 4°С

4.  підвищилась на 18 °С

№4

І. Після сильного хвилювання (шторму) вода  в морі стає теплішою. Чому ?  

II.             Борошно з під жорен виходить теплим. Чому?                

III.         Хліб з печі виймають гарячим. Чим викликане його нагрівання?                                                                                       

IV.          Крила надзвукових літаків перед польотом іноді  вкривають шаром спеціальної речовини, яка згорає під час польоту. Чому вона згорає?

1.            збільшується   внутрішня

енергія

внаслідок      виконання механічної роботи

2.            збільшується   внутрішня

енергія внаслідок теплообміну

№5

I.                Чому холодильні установки, холодильники фарбують у  світлий білий колір?

II.             Чому в хутряній рукавичці тепліше тоді, коли хутро в  середині ,а не зовні?                                                                        III. Чому радіатори водяного опалення ставлять внизу  кімнати?

IV. Чому кам'яна підлога здається більш холодною,  ніж дерев'яна в  одному і тому ж приміщенні?                         

1. має місце конвекції 2.зменшується теплове випромінювання

3. різна теплопровідність 4. повітря поганий провідник тепла

№6

I.На скільки градусів охолола вода в баку об’ємом 27 л ,  якщо він віддав в навколишнє середовище 1500 кДж тепла? II.Знайти питому теплоємність речовини, якщо для нагрі-  вання 10 кг її на ЮС потрібно 419 кДж.

III.         Щоб нагріти 110г алюмінію на 94 С, треба 9 кДж.  Обчисліть питому теплоємність алюмінію.

IV.          Щоб одержати лист сталі, сляб розмірами 0,3x1,6x2 м  нагрівають від 15 С до 1300 С. Скільки витрачається теплоти на нагрівання сляба?

1.448290

2, 2.880

3.  13

4.  4190

№7

З формули для визначення кількості теплоти при теплообміні знайти:      

I.    масу речовини                                                                           II.   Початкову температуру                                                           III.    Кінцеву температуру                                                            

IV.  З формули теплоти згорання палива знайти масу палива  

Q

1. ...=  m

Q

   2 ....=       

c(t2 −t1)

            ^{Q +cmt1}                               

З. ...=

cm

cmt

   4. …= 2 −Q

cm

№8

І.   Для ферми потрібна вода з температурою 45 ⁰С. Скільки потрібно взяти  води при 29⁰ С , якщо є 50 кг води при 100⁰ С.  II.  Яку кількість теплоти треба для того, щоб у латунному бачку масою 12 кг нагріти 19 л води від 20°С до кипіння ?       III. Яку масу води при 20 С треба додати до 1,5 кг води ( t= 80⁰ С), щоб температура води стала рівною 37⁰ С?                     IV. Стальний молоток був нагрітий для закалювання до 720 ^oC, потім охолоджений до 14 ⁰ С, при цьому він віддав навколишньомутсередовищу 272350 Дж тепла. Знайти масу молотка.

1.  0,84

2.  6700000

3.110

4. 3,8               

№9

I. На скільки градусів можна було б нагріти 20 л води, колиспалити 200 г деревного вугілля , вважаючи , що вся виділена                   кількість теплоти йде на нагрівання води? II. Скільки води можна нагріти від 15⁰С до 80 ⁰С за рахунок кількості  теплоти, що виділяється при повному згоранні 15 г гасу?

   III.    На    скільки    градусів    можна    нагріти    10л    води, 

використавши всю теплоту, що виділяється при повному згоранні 20 г гасу?                                                                          

ІУ   Для постачання теплою водою тваринницької ферми щоденно спалюють 10 кг сухих дров.До якої температури нагрівається  вода в котлі місткістю 600 л , початкова температура 10⁰ С?

1.  122

2.  53                

3.  1082

4.  72

№10

І. Знайти скільки коксу треба спалити, щоб нагріти 1,5 т залізного лому від 20⁰С до 1530 ⁰С .ККД вагранки 60%.                            

1.  99,5

2.  58

ІІ.   Який ККД горна, якщо для нагрівання 2 кг сталі на 1000

⁰ С витрачається 0,6 кг коксу?                                                       

III.         Яку кількість деревного вугілля треба спалити в самоварі, об'єм якого 5л, а ККД дорівнює  25%, щоб нагріти воду  від 20 ⁰ С д100°С?

IV.          На фермі щоденно спалюють 6кг торфу в кормозапарнику    місткістю 100 л води. Початкова температура води 10 ⁰ С. До якої температури нагріється вода, якщо ККД кормозапарника 42,5 %?

3.  5,2

4.  2

Теплові явища. Зміна агрегатних станів речовини

№1

I.      Який процес називається плавленням?       

II.   Який процес називається випаровуванням?     

 III Який процес називається кристалізацією?      

1У. Який процес називається конденсацією?     

1. ... процес, при якому рідина перетворюється в твердий стан. 2.  ...процес, при якому

речовина             

переходить з газоподібного стану в рідкий.

3.  ... процес, при якому тверде тіло переходить у рідкий  стан 4 ...процес, при якому речовина рідкого стану переходить у

газоподібний                                 

№2

Поясніть з погляду молекулярного вчення:

І.Процес танення льоду 

II.      Процес нагрівання води                                  .                         

III.  Процес кипіння 

IV.   Процес нагрівання водяної пари                                            

1.               кількість теплоти надана воді йде на збільшення кінетичної енергії руху молекул.

2.               теплова енергія йде на подолання потен ціальної

 енергії молекул і перетворення

рідини в пару, температура не змінюється

3.               чим вища температура пари, тим швидше рухатимуться

молекули                                       

4.               кількість теплоти, надана льоду, викликає послаблення зв'язків між молекулами і

зв'язки розриваються

№3

І. Чому після дощу стає холодніше?  

II.             В тепле приміщення заводського цеху внесли з морозу новий верстат і незабаром металеві частини вкрилися снігом. Чому?                     

III.         Чому у мокрому одязі або взутті легко                      застудитися? 

IV.          Чому вікна взимку замерзають зсередини         кімнати, а не зовні?             

1 .при сильному охолодженні водяна пара відразу переходить у твердий стан

2. при випаровуванні вода поглинає тепло, яке виділяється навколишніми тілами

№4

I  Навіщо наколоті дрова складають штабелями?  II. Навіщо овочі і фрукти, призначені для сушіння, розрізають на тоненькі шматочки?        

ІІІ. Чому річки міліють переважно в літній період, коли стоїть жарка і суха погода?          

IV. Чому білизна висихає швидше у  вітряну погоду?

1.               збільшується поверхня випаровування

2.               збільшується швидкість випаровування   при підвищенні температур 3. збільшується швидкість випаровування

4. збільшується швидкість випаровування при видаленні пари з поверхні

№5

На графіку зміни агрегатного стану води вказати

 І.     Танення льоду    

II.                 Нагрівання води    

III.              Кипіння води 

IV.              Нагрівання утвореної   пари  

:     

1.  KN

2.  EF

3.  FK

4.DE

№6

I.                Яку кількість теплоти потрібно,щоб нагріти 50 г                      олова від 17 ^о С до плавлення і розплавити його?

II.             Яку кількість теплоти потрібно, щоб розплавити                         при температурі плавлення 500 г заліза?

III.         Яку кількість теплоти треба затратити на плавлення                  2,6 кг свинцю, взятого при температурі 27°С?

IV.          Скільки теплоти потрібно, щоб розплавити 2 кг                         льоду, взятого при температурі -20 ^оС?

1.  163000

2.  5600000

3.  750000

4.  100000

№7

I.                Яку кількість теплоти потрібно,щоб 500 г води, температура     якої 20 ^оС, нагріти до кипіння і 100 г перетворити в пару?

II.             Яка кількість теплоти виділиться при охолодженні 2 кг пари,     взятої при 100 ^оС її охолодженні води до 0^о С? III. На нагрівання 5кг води від 30 ^оС до кипіння і на випаровування              деякої маси її пішло 2,81 МДж теплоти. Знайти масу утвореної пари.

IV. Для нагрівання 2,24 л води, взятої при 19 ^о С до 100 ^о С було     витрачено 0,99 МДж тепла.Скільки води перетворилося в пару?

1.  0,1

2.  0,593

3.  394000

4.  5360000

№8

На малюнку зображено графік зміни температури речовини

I.                Яка температура речовини                              на початку нагрівання?                                          

II.             Яка температура плавлення речовини?                                  

III.         Скільки часу тривало плавлення?                                           IV. До якої температури нагріли речовину?   

1.120

2.  6

3.  20

4.80

№9

I.    У посудину, де є 30кг води при 0 ^о С, ввели 1,85кг пари при 100^о С, внаслідок чого температура води стала рівною

37°С. Знайти теплоту пароутворення води.                                  II.    200кг водяної пари при 100 ^оС пропустили через 4 т води при 20^о С. До якої температури нагрілась вода?                         

III. Скільки водяної пари при 100 ^оС треба пропустити через

8 т води при 10^о С, щоб вода нагрілась до 40 ^оС?                        IV.  Спрацьовану пару при 100 ^оС направляють в 2 т води при температурі 20 ^о С. Скільки пари треба пропустити для підвищення температури води до 36 ^оС?

1.  400  

2.  49,5

3.  2240000

4.  53

№1

I.     В залізному баку масою5 кг знаходиться 20кг води і 6кг льоду при 0^вС.  Яку кількість водяної пари при І00 ^оС слід ввести в бак, щоб розтопити лід і нагріти воду до 70 ^оС?           II.    В посудину, що містить 2 л води і деяку кількість льоду при 0^о С, було  введено 0,38 кг водяної пари при 100 ^оС , в результаті весь лід розтанув і   вода в посудині нагрілася до 70 ^оС. Знайти масу льоду в посудині. 

Ш. В 480 г води при 22°С вкинули кусочок льоду при -8 ^о С.

Скільки                

льоду кинули, якщо температура суміші стала рівна12°С?  ІУ. Щоб охолодити 5 л води від 20 до 8 ^о  С у воду кинули лід при температурі .Яка кількість льоду потрібна для охолодження води?

1.  0,7

2.  0, 05

3.  0,51

4.  4,1

№11

У якій посудині:

А)можна закипятити зазаначені речовини?                           

1. алюмінієвій  2. оловяній

І.залізо                                       ІІ. Свинець                                   Б) не можна закипятити?                                                             

ІІІ. Гліцерин                                ІУ. Ртуть                                   

3.  цинковій

4.  вольфрамовій