Розробка уроку "Теплота згорання палива"

Тема: Теплота згорання палива. ККД нагрівника

Мета: ознайомити учнів із джерелами теплоти та процесом горіння; сформувати поняття питомої теплоти згорання палива, ККД нагрівника; розвивати логічне мислення та вміння розв'язувати задачі на обчислення теплоти згорання палива; виховувати екологічне мислення.

Тип уроку: урок вивчення нового навчального матеріалу

Демонстрації: презентація, згоряння свічки

Зміст нового навчального матеріалу:

1. Паливо та його види

2. Питома теплота згоряння палива

3. ККД нагрівника

Список використаних літературних джерел:

1. Божинова Ф. Я. Фізика. 8 клас: Підручник / Ф. Я. Божинова, І. Ю. Ненашев, М. М. Кірюхін. – Х.: Видавництво «Ранок», 2008. – 256 с.: іл.
2. Ненашев І. Ю. Фізика. 8 клас: Збірник задач / І. Ю. Ненашев. – Х.: Веста: Видавництво «Ранок», 2008. – 176 с.
3. Татарчук Н. В. Фізика. 8-11 класи: Навч. посібник. – Х.: Країна мрій^тм, 2006. – 256 с.

Не дмухай на вогонь,

коли хочеш, аби згас.

Приказка

Хід уроку

І. Організація класу.

Сьогодні у нас відбудеться урок вивчення нового матеріалу. Запишіть в зошити тему уроку «Питома теплота згоряння палива. ККД нагрівника». Отож розпочнемо.

ІІ. Актуалізація опорних знань

Вправа «Встановіть відповідність».

IІI. Мотивація навчальної діяльності

Ми часто намагаємося збільшити температуру якогось тіла (нагріти повітря в кімнаті, нагріти воду в чайнику і т.д.). Яким чином ми робимо з вами це найчастіше? (Використовуємо електроенергію; енергію, що виділяється при згоранні палива.) Сьогодні ми зупинимося на енергії, що виділяється при згоранні палива. Чи однаково вона виділяється при згоранні різних видів палива? Як знайти її значення?

ІV. Вивчення нового матеріалу

1. Паливо та його види

З курсу хімії ви вже знаєте, що реакція горіння, а зазвичай це реакція взаємодії Карбону або Гідрогену з Оксигеном, – екзотермічна реакція, тобто реакція, яка відбувається з виділенням теплоти:С+О₂=СО₂+Q.

Засвітимо свічку і накриємо її скляною посудиною. Через деякий час свічка погасне. Чому? Це відбувається тому, що в результаті реакції горіння згоряє кисень і виділяється вуглекислий газ.

Горіння – це особливий тип хімічної реакції окислення, яка супроводжується інтенсивним виділенням теплової енергії. У промисловості та побуті для отримання тепла внаслідок горіння використовують паливо.

Які види палива ви знаєте? (тверде, рідке, газоподібне)

Наведіть приклади кожного виду.

Для сучасної цивілізації паливо – необхідна умова існування. Для роботи транспорту, різних механізмів у промисловості й сільському господарстві, обігрівання житла та готування їжі людина перетворює енергію палива в інші форми.

Як ви гадаєте, чи створюють екологічну небезпеку викиди в атмосферу при згоранні палива?

Найбільша кількість забруднюючих речовин виділяється під час згоряння вугілля і нафтопродуктів.

80% усіх видів забруднень біосфери зумовлені енергетичними процесами, до яких входять добування, переробка і використання палива.

Зменшення викидів шкідливих речовин в атмосферу можна досягти шляхом раціонального спалювання палива.

2. Питома теплота згоряння палива.

Різні види палива мають різний вміст вуглецю. Тому під час згоряння однакової маси палива різних видів виділяється різна енергія. Паливо спалюють у спеціальних пристроях, а енергію, яка при цьому виділяється, визначають дослідним шляхом.

Фізичну величину, що показує, яка кількість теплоти виділяється за повного згоряння палива масою 1 кг, називають питомою теплотою згоряння палива.

Питому теплоту згоряння палива позначають буквою q, її одиниця вимірювання – Дж/кг. Значення питомої теплоти згоряння різних видів палива наведено в таблиці на форзаці. Користуючись таблицею, скажіть, який вид палива має найбільшу питому теплоту згоряння? Який це вид палива? Яке тверде паливо має найбільшу (найменшу) питому теплоту згоряння? Визначте питому теплоту згоряння водню. Що означає число, вказане в таблиці? Порівняємо його з питомою теплотою згоряння кам'яного вугілля й нафти. Отже, водень є майже у 4 рази енергетично ефективнішим паливом, ніж кам'яне вугілля, і втричі – ніж нафта. Конструктори багатьох країн працюють над проектами двигунів на водневому паливі. Його використання вигідне не лише економічно. Унаслідок згоряння водню утворюється чиста вода, а не шкідливі для організму людини вуглекислий і чадний гази.

3. ККД нагрівника

Для того щоб обчислити кількість теплоти, яка виділяється під час згоряння довільної кількості палива, потрібно помножити питому теплоту

згоряння палива на його масу: Q=qm. Застосовуючи цю формулу, можна розрахувати потребу в паливі певного виду: .

Для передання тепла застосовують нагрівники, за допомогою яких можна використати теплоту згоряння палива: газові пальники, спиртівки, печі. Які ще ви знаєте нагрівальні пристрої? Кількість теплоти, яка виділяється під час згоряння палива, частково йде на нагрівання тіл, а решта нагріває сам пальник і випромінюється в довкілля. Тому ввели фізичну величину, яка визначає частину кількості теплоти Q_к, що пішла на нагрівання, від повної кількості теплоти Q, отриманої під час згоряння палива. Це ККД – величина, знайома вам із 7 класу. Пригадаємо, у яких одиницях прийнято визначати ККД.

Для того, щоб підвищити ККД нагрівника, потрібно збільшувати корисну енергію й зменшувати втрати теплоти не за призначенням. Пригадайте, які засоби газового опалення ви використовуєте вдома. Чи всі вони однаково ефективні?

V. Закріплення та узагальнення знань

1. Задача.

Додаток 1

2. Заповнимо таблицю фізичних величин

VІ. Підсумки уроку

Інтерактивна вправа «Інтерв'ю»

Учитель бере інтерв'ю в учнів:

•             Що ви знали з цієї теми?
•             Який досвід ви здобули на сьогоднішньому уроці?
•             Які запитання із цієї теми у вас виникли?

VІI. Домашнє завдання

1. § 41 (підручник М. М. Кірюхін)
2. Розв'язати задачу: Скільки води можна нагріти на 23 °С за рахунок повного згорання 10,5 г бензину?
3. Експериментальне завдання: відмітьте за лічильником середньодобову витрату газу й обчисліть, скільки кілограмів дров замінює цей газ.
4. Підготуватися до лабораторної роботи № 14 «Визначення ККД нагрівника»