Інтегрований урок (Фізика + Основи здоров’я) для 8 класу з теми з теми «Теплові явища. Зміна агрегатного стану речовини. Теплові двигуни"

Авторська розробка вчителя фізики Свідзінської Т.П.

Інтегрований урок Фізика + Основи здоров’я

до підручника за ред. В. Г. Бар’яхтара - 2016

РОЗДІЛ 1. ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

Частина II. ЗМІНА АГРЕГАТНОГО СТАНУ РЕЧОВИНИ. ТЕПЛОВІ ДВИГУНИ

Урок 29. Узагальнення та систематизація знань з теми «Розділ 1. Теплові явища. Частина II. Зміна агрегатного стану речовини. Теплові двигуни»

Мета: узагальнити знання про

• теплові двигуни,
• значення теплоенергетики в житті людини та напрямки розв'язання проблеми майбутнього «енергетичного голоду» сучасними енергозаощадливими технологіями,
• вплив теплоенергетики на природу,
•  систематизувати набуті знання.

Очікувані результати: учні повинні вміти відтворювати систему знань із теми «Теплові явища» та застосовувати їх під час розв'язування задач різного типу та використовувати набуті знання у повсякденному житті.

Тип уроку: інтегрований урок узагальнення та систематизації знань

Фізика: Теплоенергетика. Способи збереження енергетичних ресурсів

Основи здоров’я: Атмосферні забруднення та їх вплив на здоров’я. Вплив транспорту на навколишнє середовище та здоров’я. Вплив забруднення ґрунтів на здоров’я

Епіграф уроку: Охорона природи повинна стати моральною категорією і користуватися пріоритетом за будь-яких політичних ситуацій.

 М. Амосов Теплоенергетика. Способи збереження енергетичних ресурсів

 

Структура уроку

 

І.Організаційний етап

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

2.1. Вступне слово вчителя.

2.2. Інтерактивна вправа « Ключове слово»

2.3. Перегляд відеоролика «120 кг бруду на рік вдихає українець»

 

III. Узагальнення та систематизація знань

3.1. Аналіз узагальнюючої таблиці «Теплові явища»

3.2. Тепловий двигун та його ККД.

3.3. Перегляд відеоролика «ККД теплового двигуна»

IV. Узагальнення та систематизація вмінь і навичок

4.1. Розв’язування задач

4.2.Фізичне лото.

4.3. Знайдіть зайве у логічному рядку, відповіді обґрунтуйте

V. Атмосферні забруднення та їх вплив на здоров’я

5.1 Перегляд відеоролика «120 кг бруду на рік вдихає українець»

5.2. Обміркуйте й обговоріть ситуацію.

5.3. Перегляд відеоролика «Зачем нужен воздух' видеоурок 'окружающий мир'»

VІ. Підбиття підсумків уроку

6.1. Інтерактивна вправа «Коло думок»

6.2. Рефлексія за методом «Рюкзак»

6.3.Перегляд відеоролика «Екологія починається з тебе!»

VIІ. Домашнє завдання

 

 

 

Хід уроку

I. Організаційний етап

Учитель оголошує епіграф уроку — Охорона природи повинна стати моральною категорією і користуватися пріоритетом за будь-яких політичних ситуацій.

 М. Амосов Теплоенергетика. Способи збереження енергетичних ресурсів

Беручись за узагальнення теми "Теплові двигуни та вплив їх використання на екологію світу", ми не ставимо собі за мету відкрити щось абсолютно нове, те, що ще не було сказано з приводу екологічної кризи.

II. Мотивація навчальної діяльності

2.1. Вступне слово вчителя:

Основною нашою задачею є систематизувати матеріал на дану тему, щоб ще раз привернути увагу до питання, яке стосується всього людства та кожного з вас, а саме - питання про вплив людської діяльності на оточуючий світ. Цей вплив, звичайно, не є однозначним, а негативний його бік не обмежується лише використанням теплових двигунів, але все ж саме це використання наносить чи не найбільшої шкоди довкіллю. Від забруднення атмосфери, ґрунту, води потерпають рослини, тваринний світ, зрештою - самі люди, тому над проблемою забруднення варто замислитись.

Актуальність цієї проблеми зросла ще й тому, що людство опинилося перед великою загрозою, пов'язаною з глобальним потеплінням і руйнуванням озонового шару. Ці дві проблеми всесвітнього значення можуть мати страшні наслідки, відгуки яких ми відчуваємо вже зараз і з якими доведеться стикнутись обличчям до обличчя нашим нащадкам, а, між тим, ці проблеми - ніщо інше як наслідки нашої необдуманої діяльності і нашої байдужості до стану природи.

2.2. Інтерактивна вправа « Ключове слово»

Об’єднати учнів класу у групи за будь-яким принципом групування.

(Вчитель заздалегідь готує картки з питаннями за пройденими темами де на зворотному боці зображена літера з якої буде складено ключове слово «ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКА»)

Запитання до учнів:

1. +З якою метою — із давніх часів і дотепер — люди використовують паливо?
2. +енергетика
3. Яка  хімічна реакція відбувається під час згоряння природного газу?
4. Наведіть приклади природного та штучного палива.
5. Наведіть приклади твердого та рідкого палива.
6. Прокоментуйте твердження, що для сучасної цивілізації паливо — необхідна умова існування.
7. Які природні забруднення атмосфери негативно впливають на здоров'я?
8. Назвіть дві найвідоміші екологічні кризи сучасності.
9. Назвіть три напрямки негативний впливу на природу
10. Як транспорт впливає на навколишнє середовище та здоров'я?
11. Чому чадний газ є найбільш поширеною шкідливою домішкою повітряного середовища?
12. Доведіть, що атмосферне повітря — один з найважливіших природних ресурсів
13. До яких наслідків призводить забруднення ґрунту?
14. Які пристрої застосовують для очищення вихлопних і паливних газів.
15. Чи впливає транспорт на навколишнє середовище та здоров'я людини?
16. Які хвороби виникають у людей від забруднення природного середовища шкідливими речовинами?

 

Вчитель:

 Склавши усі літери, ми отримали ключове слово ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКА. Що ж воно означає?  З попереднього вивченого матеріалу ми можемо стверджувати що Теплоенергетика – галузь енергетики, в якій електроенергія виробляється на теплових електростанціях ТЕС, використовуючи для цього хімічну енергію органічного палива. Теплота може передаватися між тілами за допомогою теплопровідності, конвекції або випромінювання.

 Тож сьогодні ми закріпимо та систематизуємо наші знання.

 

III. Узагальнення та систематизація знань

3.1. Аналіз узагальнюючої таблиці «Теплові явища»

Вчитель:

• Назвіть три основні агрегатні стани речовини.
• Як називають процеси переходу речовин із твердого стану в рідкий та навпаки; із рідкого стану в газоподібний та навпаки?

 3.2. Тепловий двигун та його ККД:

• Що називають тепловим двигуном?
• Який принцип дії теплової машини?
• Що таке ККД та за якою формулою його визначають?

3.3. Перегляд відеоролика «ККД теплового двигуна»

IV. Узагальнення та систематизація вмінь і навичок

4.1. Розв’язування задач

1. До зими заготовлено сухі березові дрова об’ємом 2 м³ і кам’яне вугілля масою 1,5 т. Скільки теплоти виділиться в печі в ході повного згоряння в ній заготовленого палива?

СІ                  формулу  для знах теплоти згоряння палива

m_в=1500 кг

Розв’язання

Q = Q₁+ Q₂;

Q₁ =mq_д = р_дV_дq_д — кількість теплоти, що виділяється під час згоряння дров.

Q₂ = m_вq_в — кількість теплоти, що виділяється під час згоряння вугілля.

Q = p_дV_дq_д ⁺ m_вq_в.

[Q] =  ∙ м³ ∙  + кг ∙  = Дж;

Q = 700 2 15000000 + 1500 27000000 =

= 21000 000 000 + 40500 000 000 =

= 61500 000 000 (Дж) = 61500 МДж.

Відповідь: Q = 61 500 МДж.

2. На спиртівці нагріли 200 г води від 15 до 75 °С. При цьому згоріло 6 г спирту. Яку частину становить кількість теплоти, використана на нагрівання води, від кількості теплоти, що виділилася під час згоряння спирту?

СІ

m_с =0,006 кг

m_в =0,2 кг

Розв’язання

Q_с = m_сq_с — кількість теплоти, що виділяється під час згоряння спирту.

Q_в =сm_в (t₂ - t₁) — кількість теплоти, що використовується на нагрівання води.

 = ;

 =  = 1;

 =  =  = 3,2.

Відповідь:  = 3,2.

3. На спиртівці нагріли 175 г води від 15 до 75 °С. Початкова маса спиртівки зі спиртом дорівнювала 163 г, а після закінчення нагрівання — 157 г. Знайдіть ККД нагрівальної установки.

Розв’язання формула для знах кіл теп для згор палива і формулу для знах кіл теплоти для нагр води та формулу для знах ККД

СІ

m_c1 =0,163 кг

m_c2 =0,157 кг

m_в =0,175 кг

Q_c = m_cq_c = (m_c1 -m_с2 )q_c ^— кількість теплоти, що виділяється при згорянні спирту.

Q_B = сm_в = (t₂ - t₁) — кількість теплоти, що використовується на нагрівання води.

η =  ∙ 100%; η =  ∙ 100%;

η =  = 1;

η =  ∙ 100% =  ∙ 100% = 27%.

Відповідь: η = 27 %.

4. На нагрівнику із ККД 40 % в алюмінієвій каструлі масою 2 кг необхідно закип’ятити 4 л води, що має температуру 20 °С. Визначте витрату гасу на нагрівання води й каструлі.

СІ

V_в =0,004 м³

η  = 0,04

Розв’язання

Q_c = m_гq_г — кількість теплоти, що виділяється під час згоряння гасу.

Q_B = c_вm_в(t₂ - t₁) = p_вV_вc_в(t₂ - t₁) - кількість теплоти, що використовується на нагрівання води.

Q_a = с_аm_a(t₂ – t₁ ) — кількість теплоти, що використовується на нагрівання алюмінію.

η =  ;

η =  = ;

m_г = ;

m_г =  = кг;

η = =  = 0,965 (кг) = 965 (г).

Відповідь: m_г = 965 г.

 

 

4.2.Фізичне лото

1. Установіть відповідність між фізичним поняттям та його означенням.

1 Наноматеріали     2 Конденсація   3 Плавлення   4 Аморфні речовини   5 Кристалізація 6 Тепловий двигун   7 Пароутворення

Предмети, речовина, сировина, які штучно створені з використанням нанооб’єктів і призначені для виготовлення різноманітних виробів Процес переходу речовини з рідкого стану в кристалічний Речовини, частинки яких не утворюють кристалічні ґратки та які не мають певної температури плавлення Процес переходу речовини з твердого стану в рідкий Процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий  Машина, яка працює циклічно і перетворює енергію палива на механічну роботу Процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний

4.3. Знайдіть зайве у логічному рядку, відповіді обґрунтуйте.

1) 

2) 

3)

 

4)

 

 

Відповіді. 1.1 — А, 2 — Д, 3 — Г, 4 — В, 5 — Б, 6 — Е, 7 — Є. 2. 1) Q = λm; 2) Q = Lm; 3)Q = qm; 4) n = Q_коp/ Q_пов; 5) n = А_кор/ Q_пов. 3. 1) Зайва с, решта величин має одиницю в СІ - ; 2) зайва η, значення інших величин знаходять у таблиці; 3) зайвим є рис. З, оскільки лід, алмаз, сіль — це кристалічні речовини, смола — аморфна; 4) зайвим є рис. 2, решта двигунів — теплові.

V. Атмосферні забруднення та їх вплив на здоров’я

5.1 Перегляд відеоролика «120 кг бруду на рік вдихає українець»

Вчитель:

Говорячи про теплові двигуни та про екологію, природно виникає питання, чому ми сьогодні говоримо саме про розділ "Фізика", а не "Екології"?

Відповідаємо: бо, по-перше, ми вважаємо ці науки взаємопов'язаними, а, по-друге, віримо, що саме фізика може послугувати для вирішення проблем, пов'язаних з використанням теплових двигунів.

 

5.2. Обміркуйте й обговоріть ситуацію.

В індустріально розвинених країнах у відсотковому відношенні джерела забруднення розподіляються таким чином: транспорт — 59 %, спалювання викопного пального і деревини — 28 %, чорна і кольорова металургія — 13 %, інші джерела — 10 %.

• Як ви вважаєте, чому транспорт лідирує серед джерел забруднення?

Повідомлення учнів

Учень 1

Атмосферне повітря — один з найважливіших природних ресурсів. На жаль, через людську діяльність в атмосферу потрапляють хімічні сполуки, тверді частинки тощо, які негативно впливають на рослинний і тваринний світ та завдають шкоди здоров’ю людини. Небезпечні речовини потрапляють в організм через органи дихання, спричиняють токсичний ефект і призводять до таких захворювань, як бронхіт, астма, пневмонія, емфізема легень, алергійні захворювання, рак легень.

Учень 2

Негативно впливати на здоров’я можуть як природні забруднення атмосфери (пилові бурі, виверження вулканів, лісові пожежі), так і антропогенні (пил цементних заводів, дим і сажа від згоряння вугілля, викиди автотранспорту тощо).

Учень 3

Найбільш поширеною шкідливою домішкою повітряного середовища є чадний газ (CO). При вдиханні цього газу виникає швидка втомлюваність, головний біль, запаморочення, порушення сну, ослаблення пам’яті, порушення діяльності серцево-судинної системи.

Учень 4

У великих містах може виникати таке явище, як смог. слово «смог» походить від англійського словосполучення smoky fog, буквально — «димовий туман». смог — це суміш диму, туману і пилу; один з видів забруднення повітря у великих містах і промислових центрах. інтенсивний смог спричиняє алергічні реакції, подразнення слизової оболонки, напади бронхіальної астми у людей, а також пошкодження рослинності, будівель, споруд. Які методи боротьби зі смогом ви можете запропонувати?

5.3. Перегляд відеоролика «Зачем нужен воздух' видеоурок 'окружающий мир'»

VІ. Підбиття підсумків уроку

6.1. Інтерактивна вправа «Коло думок»

 

• Джерело енергії
• Позитивні сторони
• Негативні сторони
• Відновлювальні
• Сонце
• Вітер
• Біомаса
• Вода
• Доступність
• Відновлювальність
• Доступність, простота застосування
• Низька вартість сировини.
• Нестабільність, висока ціна сонячних батарей
• Шум, великі площі, які займають вітрові електростанції
• Необхідність транспортування сировини
• Водоймища займають великі площі сільськогосподарських земель

6.2. Рефлексія за методом «Рюкзак»

1. Які методи очищення води ви знаєте?

2. Що ви знаєте про правила сортування сміття?

3. Які правила поведінки в природному середовищі ви знаєте?

4. Що ви знаєте про екологічні інтереси суспільства?

5. чому суспільство зацікавлене в збереженні всього розмаїття тваринного й рослинного світу?

6. Як досягти екологічної безпеки в місцях проживання?

 

6.3.Перегляд відеоролика «Екологія починається з тебе!»

VIІ. Домашнє завдання

1. §1-18 — повторити.

2. Виконати завдання для самоперевірки до розділу 1 «Теплові явища. Частина II. Зміна агрегатного стану речовини. Теплові двигуни»: завдання № 13-15 — письмово.