Лабораторна робота з теми: "Визначення питомої теплоємності речовини"

Лабораторна робота N 2: “Визначення питомої теплоємності речовини”

Мета: дослідним шляхом закріпити знання про експериментальний спосіб вимірювання питомої теплоємності твердого тіла; закріпити вміння вимірювати температуру й масу тіла, користуватися калориметром,     розвивати практичні навички проведення лабораторного дослідження.

Очікувані результати: 1) учні оперують поняттями: питома теплоємність твердого тіла;

2) володіють найпростішими методами експериментального дослідження  вимірювання питомої теплоємності твердого тіла,  вимірювання температури й маси тіла, користуванням  калориметра;

3) оцінюють на якісному рівні результати застосування набутих знань з теми теплові явища в  реальних життєвих ситуаціях.   

Ключові компетентності: основні компетентності у природничих науках і технологіях: володіти основними методами здійснення фізичних досліджень, планувати  фізичні досліди, проводити їх та коректно і безпечно користуватися фізичними приладами, обладнаннями, устаткуванням; усно та письмово прогнозувати, інтерпретувати, пояснювати результати фізичних досліджень;

математична: використовувати просторову уяву, логічне мислення для розв’язування експериментальних задач з фізики та тлумачення їх результатів;

спілкування державною мовою: користуватися сучасною науковою мовою, в усній та письмовій формах чітко, стисло та грамотно формулювати думки, аргументи, результати, висновки; бути здатним до комунікації з іншими учасниками процесу навчання;

ініціативність і підприємливість: працювати в колективі, здійснювати поділ завдання на складові, розподіляти функції та обов’язки між членами групи,  вести діалог, узагальнювати інформацію, приймати рішення;

уміння вчитися  впродовж життя: розуміти перспективи та напрямки неперервного власного інтелектуального розвитку у сфері фізико- технічної освіти;екологічна грамотність та здорове життя: усвідомлювати причинно – наслідкові зв’язки між природними процесами та явищами; визначати їх потенціальну загрозу на побутовому рівні;

інформаційно – цифрова: використовувати комп’ютерні моделі фізичних процесів та явищ;

соціальна та громадянська:  дотримуватись загальновизнаних моральних принципів і загальнолюдських цінностей у процесі навчання;

спілкування іноземними мовами: розуміти, коректно використовувати найбільш вживані та поширені фізичні терміни, поняття, усталені вирази іншомовного походження

Тип уроку: застосування знань, умінь, навичок.

Наочність та обладнання: підручник, мультимедійне обладнання, комп’ютерна презентація, мірний циліндр, терези з важками, термометр, калориметр, металеве тіло з ниткою, посудина з гарячою водою, склянка з холодною водою, паперові серветки, мішалка, віртуальна лабораторна робота

І. Організаційний етап:

Фізика застосовується абсолютно скрізь. Зараз фізика застосовується не тільки в астрономії, математиці, алгебрі, геометрії,  хімії і техніці, де вона застосовувалася і раніше, але також – у біології, географії , суспільних науках і навіть у мовознавстві. Фізики передбачають погоду, обчислюють орбіти штучних супутників, курси кораблів, перекладають наукові тексти з однієї мови на іншу.

Знання стають міцнішими, якщо вони застосовуються у практичній діяльності.

   Епіграфом до нашого уроку буде висловлювання Блеза Паскаля:

 «Серед рівних розумом – за однакових інших умов – переважає той, хто знає фізику».

 

             Пропоную

Не  просто слухати, а чути;

Не  просто дивитися, а бачити;

Не   просто відповідати, а

міркувати;

дружно   і плідно працювати.

 

Сьогодні  перед нами стоїть задача:

- повторити все, що вивчили;

- пригадати те, що забули;

- вміло застосовувати отримані знання до виконання лабораторної роботи.

Незважаючи на те, що попереду у нас велика робота, я сподіваюсь, що ми зможемо зберегти гарний настрій до кінця уроку, а якщо вдасться, то ще його й покращимо.

Але перш, ніж ми почнемо я прошу звернути вашу увагу на «Пам’ятку для учнів». Ознайомтесь, будь-ласка, із запропонованими вам рекомендаціями. Якщо ви будете слідувати їм, то я впевнена, що сьогодні на уроці все буде якнайкраще                                         

                                                     Справжній скарб для людини – вміння трудитися.

                                                                                                                      Езоп

                                          

  Пам’ятка для учнів.

1. Будь уважним.

2. Міркуй, шукай, порівнюй, роби висновки, працюй.

3. Шукай нові способи розв’язування проблеми.

4. Самостійно встановлюй зв’язки відомого з невідомим.

5. Будь наполегливим і не бійся помилитися.

6. Експериментуй та виправляй невдалі спроби.

7. Будь упевнений у своїх здібностях.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

Сьогодні ми з вами проведемо урок-практикум, після якого ви

- удосконалите свої уміння застосовувати вивчені методи при   розв’язуванні задач з теми: «Теплові явища»;

- зможете розв’язувати задачі прикладного змісту і аналізувати отриманий результат;

- розширите свої знання про застосування питомої теплоємності в повсякденному житті

 

- Кожен з вас сьогодні матиме можливість отримати оцінку своєї діяльності на уроці.

ІІІ.  Актуалізація та коригування  опорних знань.

Перевірку домашнього завдання проведемо у вигляді усного опитування: я по-черзі запитую вас теореичний матеріал з даної теми

Перелік запитань

1. Який рух називають тепловим?

2. Як залежить швидкість руху молекул від температури?

3. Яку енергію називають внутрішньою енергією тіла?

4. Чому в газах внутрішня енергія в цілому обумовлена тепловим рухом

молекул?

5 Чому в   твердих тілах внутрішня енергія обумовлена  взаємодією молекул?

6. Назвіть два способи зміни внутрішньої енергії.

7. Назвіть види теплообміну.

8. Що називають теплопровідністю?

9. В якому з агрегатних станів речовина має найменшу теплопровідність?

10. Що називають кількістю теплоти?

11. Що таке питома теплоємність речовини?

12.Як її позначають?

13. В яких одиницях вимірюють?

14. Як визначити кількість теплоти, що поглинається рідиною під час

нагрівання?

15.Який запис має рівняння теплового балансу?

16. Що цей запис означає?

17. Яка система називається теплоізольованою?

18. Що означає вираз «Питома теплоємність води дорівнює 4200Дж/(кг °С)»?

19.Калориметр - прилад для вимірювання кількості тепла, що її виділяє або вбирає тіло. Складається з двох посудин, які розміщені одна в одній і розділені повітряним прошарком. Унаслідок слабкої теплопровідності повітря й завдяки невеликій відстані між

внутрішньою і зовнішньою посудинами, що зумовлює відсутність

конвекційних потоків, у калориметрі теплообмін із довкіллям значно

зменшується.

20. Історія винаходу калориметра пов'язана з іменами французьких вчених

А. Лавуазьє і П. Лапласа, створили у 1780 р. перший такий прилад.

Крижаний калориметр дозволив ще в XVIII столітті виміряти теплоємності

багатьох твердих тіл і рідин, а також теплоти згоряння різних палив і теплоти,

що виділяються живими організмами.

Водяний калориметр був сконструйований в 1830 р. французьким фізиком

П.Л. Дюлонгом, і з його допомогою були визначені теплоти згоряння  багатьох

речовин.

Бомбовий калориметр - різновид рідинного калориметра, використовується

для вимірювання кількості теплоти, що виділяється при дуже швидкому горінні

- вибуху.

Сучасні калориметри дуже різноманітні і визначаються характером і

тривалістю досліджуваного процесу, областю температур, при яких

проводяться виміри, вимірюваної кількістю теплоти і необхідною точністю.

Майже всі сучасні калориметри - це високотехнологічні прилади без звичних

термометрів. Замість них використовуються вбудовані датчики температури.

Підготовка до експерименту

20.Чому в лабораторній роботі для вимірювання теплоємності використовують калориметр, а не іншу посудину?

21.Що зміниться, якщо замість калориметра використати звичайну склянку?

ІV. Осмислення змісту й послідовності застосування практичних дій. Інструктаж з БЖД.  Правила техніки безпеки: обережно поводьтеся з приладами, не допускайте їх падіння і руйнування. Особливо обережно працюйте з гарячою водою, не допускайте попадання її на тіло

Задача 1. На нагрівання металевої деталі масою 10 кг від 20 ДО 120С потрібна така сама кількість теплоти, яка виділяється під час охолодження 1 кг води на 90С. З якого матеріалу виготовлена деталь?

Відповідь: с = 378 Дж/ кг0C

Фізкультхвилинка Малюємо картинку

Перша допомога для очей – закрийте їх на кілька хвилин і уявіть щось приємне. А якщо потерти долоні рук і прикрити очі теплими долонями, схрестивши пальці на середині чола, то ефект буде ще кращим.

V. Виконання лабораторної роботи No 2. .

1. Налийте в мірний циліндр 100–150 мл води. Виміряйте об’єм води (Vводи).

2. Перелийте воду з мірного циліндра в калориметр. Виміряйте початкову

температуру води в калориметрі (tводи).

3. Вийміть термометр із води і покладіть на серветку. Підійдіть з калориметром

до вчителя, який із чайника з киплячою водою дістане за нитку металеве тіло та

покладе його у ваш калориметр.

4. Знову помістіть термометр у калориметр і, злегка перемішуючи воду

мішалкою, стежте за підвищенням температури. Щойно змінення температури

стане непомітним (тобто встановиться теплова рівновага), запишіть показ

термометра — кінцеву температуру води (t).

5. Вийміть термометр із води, осушіть його паперовою серветкою та покладіть у футляр.

6. Вийміть металеве тіло із води, осушіть його паперовою серветкою та зважте.

Опрацювання результатів експерименту

1. Обчисліть масу води: mв = V×ρв.

2. Обчисліть кількість теплоти, яку отримано водою: Qв = mвсв(t - t1).

Обчисліть питому теплоємність матеріалу циліндра: сц =

3. Визначте речовину, з якої виготовлений циліндр.

Аналіз результатів експерименту

Сформулюйте висновок, даючи відповіді на питання:

1) яку фізичну величину ви сьогодні вимірювали? 2) який результат отримали? 3) які фактори вплинули на точність отриманих результатів?

Творче завдання: запропонуйте спосіб визначення маси металевого предмета (наприклад, гайки), не вдаючись до зважування і вимірювання об’єму.

VІ. Підсумок уроку    Прийом «Закінчи речення».

Що ми вивчили на сьогоднішньому уроці? Чому ця тема є важливою?

Чи досягли ми мети? Як узгоджується епіграф із самим уроком?

VІІ. Домашнє завдання. Повторити § 8, 9.

Задача. Під час сніданку ви випили склянку чаю (m = 200 г) і отримали при

цьому 19 000 Дж теплоти. Визначте приблизно питому теплоємність чаю, якщо його початкова температура приблизно дорівнює 60С і в цей день ви не хворіли