Конспект открытого урока по физике для 8-го класса на тему "Сгорание топлива. Расчет количества теплоты вследствие сгорания топлива"

Дата: 29.11.17

ФИО учителя: Прийменко И.А.

Школа: Бахмутская общеобразовательная школа І-ІІІ ступеней № 24 с углублённым изучением отдельных предметов и курсов

Предмет: физика

Тема: «Сгорание топлива. Расчет количества теплоты вследствие сгорания топлива».

Класс: 8

Урок № 25

Количество присутствующих: 25

Количество отсутствующих: 0

Цель обучения, которую необходимо достичь на данном уроке

Изучить вопросы использования внутренней энергии топлива, выделения тепла при сгорании топлива, научиться понимать и объяснять процессы горения веществ с физической точки зрения, производить расчет количества теплоты в следствии сгорания топлива.

Цели урока:

Обучающая: рассмотреть процесс выделение энергии при сгорании топлива; ввести новую физическую величину – удельную теплоту сгорания топлива и её единицу; получить формулу для расчёта количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива; научить определять количество теплоты при сгорании топлива.

Развивающая: развивать мыслительную деятельность учащихся, навыков работы в группах, способности понимать точку зрения собеседника и признавать право на иное мнение, навыков самоконтроля и самооценивания, взаимооценивания, развивать наблюдательность и внимание.

Воспитательная: способствовать формированию ответственного отношения к учению, готовности и мобилизации усилий на безошибочное выполнение заданий, проявить наибольшую активность в их выполнении; воспитать культуру учебного труда, навыков самообразования, экономного расходования времени, видения необходимости охраны атмосферы от загрязнения, бережного отношения к использованию топливных ресурсов Украины, воспитывать интерес к предмету через показ связи изучаемого материала с реальной жизнью.

Содержатель-ные линии обучения:

Экологическая безопасность и постоянное развитие:

• Учащиеся станут критически оценивать результаты человеческой деятельности в природной среде, начнут осознавать важность щадящего природопользования;
• Учащиеся смогут использовать знания, полученные на уроке, для решения проблем окружающей среды;
• Будут готовы эффективно сотрудничать с другими над реализацией экологических проектов, решать проблемы окружающей среды, привлекая членов семьи и более широкое сообщество до природоохранных мероприятий.

Гражданская ответственность:

• Учащиеся станут анализировать и критически оценивать происходящее в государстве на основе статистических данных социально-экономических, демографических, экологических и других явлений и процессов в Украине и мире;
• Учащиеся смогут работать в команде, принимать взвешенные решения, которые будут способствовать решению научно-технологических, экономических, социальных или иных проблем современного общества.

Здоровье и безопасность:

• Учащиеся начнут соблюдать правила безопасности жизнедеятельности во время выполнения учебных экспериментов, в чрезвычайных ситуациях природного или техногенного характера;
• Учащиеся смогут оценивать положительный потенциал и риски использования достижений физики, техники и технологий для благосостояния человека и безопасности общества и окружающей среды;
• Будут готовы эффективно сотрудничать с другими над реализацией экологических проектов, решать проблемы окружающей среды, привлекая членов семьи и более широкое сообщество до природоохранных мероприятий.

Предприимчивость и финансовая грамотность:

• Учащиеся начнут стремиться достичь определенного социального статуса в обществе, сделать вклад в экономическое процветание государства;
• Учащиеся смогут презентовать собственные идеи и инициативы;
• Будут готовы ориентироваться в широком круге услуг и товаров на основе четких критериев, делать потребительский выбор, противостоять манипуляциям, используемых в рекламном и информационном пространстве.

Ключевые компетентно-сти:

Общение на государственном (и родном — в случае отличия) языке:

Умения:

• воспринимать объяснения учителя, понимать информацию из учебника и других текстовых и медийных источников на родном языке;
• устно и письменно объяснять физические понятия, факты, явления, законы, теории;
• обсуждать проблемы природоведческого содержания, участвовать в дискуссии.

Отношение:

• осознание необходимости свободного владения государственным языком для грамотного высказывания собственного мнения, личностного развития, осуществления учебной и профессиональной деятельности;
• стремление к самосовершенствованию, обогащение, пополнение и систематического употребления украинской естественно-научной терминологической лексики.

Учебные ресурсы:

• учебные тексты и медийные материалы, содержащие описания физических явлений.

Математическая компетентность:

Умения:

• понимать и использовать математические методы для анализа и описания физических моделей реальных явлений и процессов.

Отношение:

• осознание важности математического аппарата для описания и решения физических проблем и задач.

Учебные ресурсы:

• задания на выполнение расчетов, алгебраических преобразований.

Основные компетентности в естественных науках и технологиях:

Умения:

• использовать знания по физике для решения задач, связанных с реальными объектами природы и техники.

Отношение:

• ответственность за экономное использование природных ресурсов;
• готовность к решению проблем, связанных с состоянием окружающей среды.

Учебные ресурсы:

• физические задачи, ситуативные упражнения по исследованию состояния окружающей среды, щадящего использования природных ресурсов.

Информационно-цифровая компетентность:

Умения:

• использовать современные цифровые технологии и устройства для изучения физических явлений, для обработки результатов экспериментов, моделирования физических явлений и процессов.

Отношение:

• ценностные ориентиры во владении навыками работы с информацией, современной цифровой техникой.

Учебные ресурсы:

• образовательные цифровые ресурсы.

Умение учиться на протяжении жизни:

Умения:

• планировать, организовывать, осуществлять, анализировать и корректировать собственную учебно-познавательную деятельность.

Отношение:

• положительное эмоциональное восприятие собственного развития, получение удовольствия от интеллектуальной деятельности.

Учебные ресурсы:

• дидактические средства.

Инициативность и предприимчивость:

Умения:

• прогнозировать влияние физики на развитие технологий, новых направлений предпринимательства;
• экономно и эффективно использовать современную технику, материальные ресурсы.

Отношение:

• стремление достичь определенного социального статуса, сделать вклад к экономическому процветанию государства.

Учебные ресурсы:

• примеры успешных бизнес-проектов в области новейших технологий (космическая техника).

Социальная и гражданская компетентности:

Умения:

• активно работать в группах, распределять роли, оценивать собственный вклад и других, принимать взвешенные решения, которые будут способствовать решению исследуемой проблемы или задачи, важных для данного образовательного среды, ученического коллектива.

Отношение:

• осознание себя гражданином Украины;
• гражданская ответственность за состояние развития местного сообщества, страны;
• толерантное отношение к точке зрения другого лица.

Учебные ресурсы:

• работа в группах, проекты и другие виды учебной деятельности.

Осведомленность и самовыражения в сфере культуры:

Умения:

• использовать знания из физики во время реализации собственных творческих идей.

Отношение:

• понимание гармоничного взаимодействия человека и природы.

Учебные ресурсы:

• произведения искусства.

Экологическая грамотность и здоровая жизнь:

Умения:

• применять приобретенные знания и навыки для сохранения собственного здоровья и здоровья других;
• соблюдать правила безопасности жизнедеятельности во время выполнения учебных экспериментов, в чрезвычайных ситуациях природного или техногенного характера;
• определять причинно-следственные связи влияния современного производства, жизнедеятельности человека на окружающую среду;
• анализировать проблемы окружающей среды, определять способы их решения, участвовать в практической реализации этих проектов;.

Отношение:

• готовность принимать участие в природоохранных мероприятиях.

Учебные ресурсы:

• учебные проекты экологического направления.

Задачи обучения:

Все учащиеся смогут:

• Знать понятия энергия топлива, удельная теплота сгорания топлива,  формулу расчета количества теплоты;
• Приводить примеры из жизни;
• Объяснять, какую энергию можно получить из разных видов топлива.

Большинство учащихся будут уметь:

• Объяснять физические основы горения веществ;
• Понимать физическую суть удельной теплоты сгорания топлива; количества теплоты, как меры передачи энергии при теплообмене.

Некоторые учащиеся смогут:

• Объяснять процесс выделения энергии при сгорании веществ, объяснять процесс использования того или иного вида топлива в различных условиях с экономической точки зрения.

Критерии успеха:

Я знаю: виды топлива и их промышленное применение, формулу расчета количества теплоты при горении.

Я понимаю: что при горении выделяется теплота; что количество теплоты при переходе от одного тела к другому сохраняется.

Я применяю: полученные ЗУН при объяснении процесса горения топлива в жизненных ситуациях, в вопросах экологии.

Тип урока:

Изучение нового материала.

Методы обучения:

Частично-поисковый, исследовательский, наглядный, поисковый, взаимообмен информацией, словесный.

Методические приемы:

Проведение эксперимента со свечей (постановка проблемы), самостоятельная работа, работа с источниками информации.

Оборудование:

Постеры, стикеры, проектор, компьютер, презентация. Стакан, свеча, горелка, весы, вода, подвесной стаканчик для воды, термометр, гири, спиртовка со спиртом, спиртовка с керосином.

Технологии:

ИКТ при изучении нового материала, проблемно-диалоговые.

Форма работы учащихся:

Групповая, индивидуальная, фронтальная.

Межпредмет-ные связи:

Природознвство, география, химия, математика.

Языковая цель

Учащиеся могут:

• Дать определение удельной теплоты сгорания топлива.
• Объяснять, что показывает удельная теплота сгорания топлива.
• Объяснять закон сохранения и превращения энергии.

Ключевые слова и фразы: количество теплоты, удельная теплота сгорания, виды топлива, внутренняя энергия тела.

Стиль языка, подходящий для диалога/письма в классе: научный.

Вопросы для обсуждения:

• Как можно получить энергию?
• Компоненты формулы расчета количества теплоты при сгорании топлива.
• Для чего применяется данная формула?

Можете ли Вы сказать почему …?

• Почему выделяется энергия при сгорании топлива?
• Почему сохраняется энергия при переходе ее от одного тела к другому или при превращении ее из одного вида в другой? При каких условиях?

Подсказки: учебник  § 15, с. 72.

Учебник

Учебник для 8 класса общеобразовательных учебных заведений с обучением на русском языке. Под редакцией В. Г. Барьяхтара, С. А. Довгого. Харьков:
издательство «Ранок», 2016

Предыдущее обучение:

Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Виды теплопередачи. Теплопроводность. Конвекция. Излучение. Примеры теплопередач в природе и технике. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества.

Этапы урока:

Время

Планируемые действия

Ресурсы

Действия учащихся

I. Вводно-мотивацион-ный этап

1 мин.

1. Приветствие.
2. Легенда о Прометее.

   Олимп, пристанище Богов,

Своею мощью поражает.

Вздымаясь выше облаков,

Покои Зевса охраняет.

   Дела людские, суета,

С Олимпа их не замечают.

Над Миром правит темнота,

Лишь звёзды землю освещают…

   Однажды смелый Прометей

С высот заоблачных спустился

И стало в Мире вдруг светлей,

Огнём с людьми он поделился.

   Но Зевс измены не простил,

На Прометея гнев обрушил.

Ему жестоко отомстил

За то, что он запрет нарушил.

   Сковать цепями приказал,

В горах навечно оставляя,

И Птицу Чёрную послал,

Летать к нему, в ночи терзая…

   Живёт в легендах Прометей,

В потоке лет неисчезая,

И дар его, в сердцах людей,

Горит всю жизнь, не угасая…

        Александр Игнатов, 2012 г.

Презентация.

(Слайд 1-2)

Слушают.

II. Сообщение темы и целей урока

2 мин.

     Столь дорогая плата требует внимательного и бережного отношения к огню.

1. 1.  Записываем дату и тему в тетрадях:  «Сгорание топлива. Расчет количества теплоты вследствие сгорания топлива».

2. Фронтальная работа с классом.

        Давайте же с Вами сегодня выясним физический смысл сгорания топлива. И начнём с того, что обратимся к народной мудрости:

«Горели дрова жарко - было в бане парко, дров не стало - и все пропало».

Какой физический смысл происшедщего?

Презентация.

(Слайд 3)

Карточки-сорбонки

Презентация.

(Слайд 4.1)

Работают с карточками-сорбонками.

IIІ. Повторение

2 мин.

1. Фронтальный опрос:

- Что называется внутренней энергией?

- Какими способами можно изменить внутреннюю энергию?

- Что называется количеством теплоты?

— Энергия может выделяться и поглощаться. Сегодня мы познакомимся с энергией, которая только выделяется.

— А приходилось ли вам задумываться, что такое топливо? Чем отличается одни вид топлива от другого? Какие требования необходимо предъявить к топливу?

— Как используется энергия, выделяющаяся при сгорании топлива?

Презентация.

(Слайд 4.2)

Карточки-сорбонки

Работают с карточками-сорбонками и учебником.

IV. Усвоение новых знаний

15 мин.

1. Рассказ учителя:

Нам часто требуется увеличить температуру какого-либо тела. Так, чтобы в комнате
стало теплее, нужно увеличить температуру
воды в батареях отопления; чтобы приготовить пищу — температуру воздуха в духовке.
Для увеличения температуры люди издавна
использовали энергию, которая выделяется во
время химической реакции горения топлива (заметим, что во время использования ядерного топлива энергия выделяется в ходе ядерных реакций).
Топливом могут служить как природные вещества (каменный уголь, нефть, торф, дрова, природный газ), так и специально полученные человеком (керосин, бензин, порох, древесный уголь, этиловый спирт и т. д.). Как видим, топливо бывает
твердым (каменный уголь, торф, дрова, сухое горючее), жидким (нефть, керосин, бензин, дизельное топливо) и газообразным (природный
газ, пропан, бутан).
Для современной цивилизации топливо — необходимое условие существования. При работе транспорта, различных
механизмов в промышленности и сельском хозяйстве, при обогреве жилья и приготовлении
пищи химическая энергия, «запасенная» в топливе, превращается в другие виды энергии.

Топливо – сложное химическое вещество, которое способно гореть и выделять при этом тепло.

В топливе содержится углерод. Не случайно, ископаемые виды горючего (нефть, уголь, газ, торф) называют углеводородами.

Чем больше атомов углерода в молекуле вещества, тем топливо лучше. (Первое условие, которое необходимо для сгорания топлива)

—Давайте попытаемся выяснить, почему в результате сгорания топлива выделяется энергия? За счёт чего выделяется энергия?

Для этого нужно вспомнить строение вещества.

Все вещества состоят из молекул, между которыми есть промежутки.

Тогда почему вещества не распадаются на отдельные атомы, несмотря на то, что есть промежутки?

Необходимо преодолеть силы притяжения то есть, совершить работу, а, значит, затратить энергию. При разделении молекулы  на атомы, совершается работа по преодолению сил притяжения между атомами.    Следовательно, затрачивается некоторая энергия.

          При соединении атомов в молекулу, наоборот, енергия будет выделяться.

  Использование топлива основано как раз на явлении выделения энергии при соединении атомов.

Например:

Рассмотрим химическую формулу реакции взаимодействия метана (который является основной составляющей природного газа) и кислорода. Она сопровождается выделением теплоты. 

Итак,

Горение – процесс соединения

углерода с  кислородом, при

котором образуется углекислый

 газ и выделяется огромное

количество теплоты.

— А что является обязательным условием горения?

(Постановка проблемного вопроса)

• Возьмем пустой стакан  накроем горящую свечу. Через некоторое время свеча погаснет. Какое условие горения нарушается?

— Наличие кислорода (О₂).

Без доступа кислорода, воздуха горение невозможно. (Второе условие).

—Само же топливо необходимо поджечь и нагреть до определён-ной температуры. До температу-ры воспламенения. (Третье условие).

                Так, например, дерево воспламеняется при температуре около 270ºС, уголь – 350ºС, фосфор – 40 ºС.

Работа в группах. Прием «Проблемный эксперимент».

• Нагревание воды при горении разных видов топлива.
• Почему за одно и то же время при равной массе сгорания спирта и керосина вода нагревалась до разной температуры?

—Энергия, выделяющаяся при полном сгорании топлива называется теплотой сгорания топлива.

При расчёте работы различных двигателей инженеру надо точно знать, какое количество теплоты может выделить сгораемое горючее, надолго ли хватит этого горючего при работе двигателя. Инженер проделывает опыты и находит, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива.

При сгорании топлива энергия выделяется, поэтому разные виды топлива одинаковой массы m при полном сгорании выделяют разное количество теплоты.

Физическая величина, показывающая какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1 кг топлива называется удельной теплотой сгорания топлива – q

В учебнике на стр. 230 в таблице № 6 приведены значения удельной теплоты сгорания некоторых веществ.

Презентация.

(Слайд 4.3)

Презентация.

(Слайд 4.4)

Видео-эксперимент.

(Слайд 5)

Демонстрация эксперимента со свечей. (Стакан, свеча, горелка).

Спички появились сравнительно недавно, в 1855 году!

(162 года).

Объяснение результатов эксперимента.

Запись формулы удельной теплоты сгорания топлива и количества теплоты сгорания топлива.

Составление опорного конспекта «Виды топлива».

Записи в тетради.

Просмотр демонстра-ции экспери-мента со свечей.

Выводы:

обязатель-ные условия для горения.

(Слайд 6)

Работают с инструк-цией по противопо-жарной безопаснос-ти.

(Слайд 7)

Работа с учебником:

§ 15 (п.2), с. 73-74, рис. 15.5

Работа с учебником:

§ 15 (п.2), с. 75

Работа с таблицей

№ 6, с. 230

V. Что может пригодиться в дальнейшей жизни

5 мин.

    Человек использует топливо именно для того, чтобы потреблять выделяемую энергию.

     Говоря о сгорании топлива, нельзя не сказать о проблемах, которые встают перед человечест-вом в этой связи. О каких проблемах идет речь? Конечно же, о проблемах экологии, охраны окружающей среды.

1. «Экологические проблемы использования топлива»

  Ежегодно при сгорании топлива в воздух попадают сотни миллионов тонн различных вредных веществ: сажа, оксиды углерода, азота, серы: Вы можете сказать, что углекислый газ полезен, потому что растения поглощают его из окружающей среды и в процессе фотосинтеза выделяют кислород. Это действительно так. Но только в умеренных количествах. За последние 30 лет количество углекислого газа повысилось на 15–20%. В больших городах и вблизи крупных энергетических предприятий накапливается углекислый газ, порождающий парниковый эффект.

  К 2020 г. содержание углекислого газа должно еще удвоиться. Углекислый газ препятствует естественному охлаждению Земли, что приводит к повышению средней температуры на 2–3 °С. Это может привести к бурному таянию льдов и повышению уровня Мирового океана. Увеличение содержания углекислого газа губительно сказывается на всем живом, в том числе на человеке, вызывая различные болезни.

  К чему же ведёт интенсивное использование топлива?

— Истощению природных ресурсов, загрязнению окружающей среды.

 Какой же выход из этой ситуации?

— Производить очистку воздуха, ставить фильтры. Беречь лес, увеличивать лесные массивы. Использовать альтернативные источники энергии.

2. Копилка интересных фактов

Немного статистики:

— 40 % энергии люди получают из нефти, 26 % — из угля, 24 % — из природного газа.

— можно ли отапливать ... алюминием?

               В Швейцарии проводят эксперименты по использованию алюминиевого порошка в качестве топлива. Теплотворные свойства алюминия всего на 1/3 меньше, чем в нефти, но вполне могут конкурировать с углем. Порошок из алюминия сжигают в специальной установке, в струе воздуха, предварительно разогретом. При этом температура пламени достигает 2300 °С.

— Не только горят:

    Уголь и нефть не только ценные виды топлива. Из угля получают более 200 полезных веществ, которые используют для производства лаков, мыла, пластмассы, красок. А из нефти изготавливают лекарства, клей, полиэтилен, жевательную резинку и даже... женские колготки.

Карточки-сорбонки

Сообщения учащихся

VІ. Первичное применение  новых знаний

7 мин.

1. Решение задачи (колегиальное):

упражнение № 15 (2);

2. Поторение понятия удельной теплоты сгорания и на тренажёре отыскать формулу количества теплоты, которое выделится при сгорании топлива.

3. Решение задачи (индивидуальное). Слайд 6

Презентация.

(Слайд 8)

(Слайд 9) – тренажёр по формулам.

Технология «Делай как я, делай лучше меня» (Слайд 10)

Учащиеся записывают решение задачи  с доски.

Само-проверка решения задачи.

VІІI. Закрепление и применение новых знаний

3 мин.

1. Ребусы.
2. Задача с замком.

Интерактивная игра.

Презентация.

(Слайд 11)

Дают устные ответы в награду получают стикеры «Молодец».

IХ. Подведение итогов урока

5 мин.

1. Тестирование по теме с последующей взаимопроверкой.

Презентация.

(Слайд 12-15)

Простой карандаш для взаимопроверки.

Взаимо-проверка ответов одноклас-сников

Х. Рефлексия (конец урока)

2 мин.

2 мин.

1 мин.

1. Коротко о выученном на уроке.
2. Домашнее задание.

На «1-6 баллов»:

§ 15 (п.1-2), Упр.15 (3).

На «7-9 баллов»: + Упр. 15 (6, 7).

На «10-12 баллов»: + подготовить сообщение на выбор «Пища – «топливо» для человека», «Топливно-энергетические ресурсы Украины», «Энергосбережение и охрана окружающей среды».

3. Стена гласности. Впечатления учащихся по уроку.

Фронтальный опрос.

Презентация.

(Слайд 16)

Презентация.

(Слайд 17)

Технология «Светофор».

Устные ответы учащихся.

Выходя из класса, учашиеся оставляют соответст-вующую геометриче-скую фигуру.