Конвекція. Випромінювання. (Урок)

Про матеріал

Завдання, яке ви розв'язуєте, може бути незначним, але якщо ви вирішуєте його власними силами, розумовою напругою, це веде до відкриття й дозволяє насолодитися радістю перемоги. Д. Пойя

Перегляд файлу

Фізика _______ клас Урок № ____ Дата ____________

Тема: Конвекція. Випромінювання.

Мета: ознайомити учнів із видами теплопередачі, формувати вміння учнів пояснювати теплові

явища на підставі молекулярно-кінетичної теорії й характеризувати напрямок протікання

теплових процесів у природному середовищі,

Розвивати практичні навички у користуванні приладами; розвивати дбайливе

ставлення до власного здоровя (здоровязберігальна компетентність).

Виховувати потребу в знаннях, прагнення до успіху й самоствердження, інтерес до предмета,

толерантність, наполегливість, самостійність.

Тип уроку: засвоєння нових знань

Обладнання:_____________________________________________________

ХІД УРОКУ

І Організаційний момент

Д. Пойя

ІІ. Перевірка Д/з. Актуалізація опорних знань Фізичний диктант (взаємоперевірка)

1. Як позначаються фізична величина та одиниці її вимірювання?

• Робота. • Енергія. • Час. • Температура.

2. Як називається прилад для вимірювання температури?

3. Як називається енергія, яку тіло має внаслідок власного руху?

4. Як називається енергія, яка визначається взаємним положенням тіл, що взаємодіють, або частин самого тіла?

5. Як називається рух молекул та атомів, що визначають температуру тіла?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Матеріал сьогоднішнього уроку допоможе нам з'ясувати, чому інколи влітку в сонячну днину лопають гумові кулі; чому влітку нам спекотно, а взимку — холодно; чому, виходячи після купання з води, нам прохолодно; як пристосовуються до сезонних змін температури живі організми, які явища повторюються рік у рік, день у день, та інші не менш цікаві явища у житті

ІV. Сприйняття та засвоєння нового матеріалу.

     Крім теплопровідності, існує інший вид теплопередачі, який супроводжується перенесенням речовини. Він називається конвекцією і притаманний рідинам і газам.
Для спостереження конвекції в рідині наллємо в колбу воду і почнемо її нагрівати . Щоб краще бачити переміщення потоків рідини, влиємо у воду 2, 3 каплі туші. Ми помітимо, що нижні шари води піднімаються вгору, а верхні опускаються вниз. Це пояснюється тим, що нижні нагріті шари води, густина яких менша, витісняються вгору важчими холодними шарами, густина яких більша. Оскільки має місце різниця густин, виникає виштовхувальна сила, яка спричиняє змішування холодних і теплих шарів води. Перенесення речовини конвекційними потоками відбувається доти, доки існує різниця температур.
Конвекція зумовлює багато природних явищ і процесів. Наприклад, завдяки їй здійснюється обігрівання кімнати від системи опалення: потоки теплого повітря від обігрівача (радіатора) піднімаються вгору, а холодне повітря заміщує його, нагрівається від радіатора і знову витісняється холодним повітрям. Така циркуляція холодного і теплого повітря вирівнює температуру в різних куточках кімнати і забезпечує її обігрівання.
Крім теплопровідності й конвекції, завдяки яким відбувається теплопередача в речовині (з перенесенням її або без нього), існує особливий вид теплообміну, зумовлений випромінюванням, подібним до світлового. Його інколи називають променевим теплообміном. Тіла не лише випромінюють теплову енергію, а й поглинають її. Так, Земля підтримує життєздатну температуру завдяки сонячному випромінюванню, яке вона   поглинає.
Теплове випромінювання зумовлене перетворенням частини внутрішньої енергії тіл в енергію випромінювання; і навпаки, енергія поглинутого теплового випромінювання перетворюється у внутрішню енергію. Енергія випромінювання залежить від багатьох факторів, зокрема від температури тіла: чим вона вища, тим більша енергія випромінювання тіла. Справді, якщо долоні рук по черзі підносити до холодного і нагрітого предметів, наприклад чайника, то ми відчуємо теплоту лише від гарячого чайника. Проте це не означає, що тіла з низькою температурою не випромінюють теплову енергію: слід враховувати, що кількість теплоти, яку вони віддають, менша, ніж у тих тіл, температура яких вища.
Лід також випромінює. Чому ж нам здається, що від нього «дме холодом». Це відчуття виникає тому, що рука отримує менше теплової енергії, ніж сама випромінює. Порушується   баланс   між   отриманою кількістю теплоти і тією, яку рука віддає. Тому ми відчуваємо холод від льоду.
Теплове випромінювання, крім температури тіла, залежить також від кольору його поверхні та її стану: шорсткі й чорні поверхні випромінюють і поглинають теплоту краще, ніж гладенькі й блискучі.
Тому, наприклад, рефрижератори (автомобільні або залізничні холодильні камери) фарбують у сріблястий або білий колір.
Таким чином, за механізмом теплообміну розрізняють три види теплопередачі:
—    теплопровідність, яка зумовлена взаємодією атомів і молекул речовини і відбувається без перенесення речовини;
—    конвекція, яка притаманна рідинам і газам внаслідок
перемішування нагрітих і холодних потоків речовини;
—    теплове випромінювання, яке властиве всім тілам завдяки перетворенню частини внутрішньої енергії в енергію випромінювання або, навпаки, перетворенню енергії поглинутого випромінювання у внутрішню енергію.
V. Закріплення знань.     Якісні задачі:

Контрольно-перевірна бесіда.

1. Завдяки якому з видів теплопередачі ми відчуваємо теплоту вогнища?

2.    Якщо закорковану пробірку з водою нагрівати в полум'ї, через деякий час корок «вистрілить». Поясніть зміни енергії, що відбулися під час цього досліду.
3.    У спеку жителі пустель одягають «теплий» (ватяний або хутряний) одяг. Чим це можна пояснити?
4.    Каскадери, які виконують трюки з вогнем, змащують своє тіло вазеліном. З якою метою вони це роблять?
5.    Чому в сильний мороз металеві предмети здаються нам на дотик холоднішими, ніж дерев'яні?
6.    Чому влітку ми вдягаємось у світлий одяг?
7.    Чому в сучасних вікнах ставлять склопакети – подвійне скло, з об'єму між поверхнями якого «відкачано» повітря?