Розробка уроку з теми: "Зміна властивостей твердих тіл при нагріванні і охолодженні"

Конспект уроку  з фізики у 7 класі (НУШ)

 Тема. Зміна властивостей твердих тіл при нагріванні і охолодженні.

Мета:

Навчальна. Познайомити учнів із тепловим розширенням твердих тіл, рідин і газів. дати уявлення про причини теплового розширення тіл у різних агрегатних станах, охарактеризувати теплове розширення, показати його застосування в техніці.

Розвиваюча. Розвивати в учнів інтерес до вивчення фізики, пізнавальну активності на основі формування понять про розширення і стиснення тіл під час їх нагрівання; розвиток активного словникового запасу, наочно-практичного мислення , уяви та образного мислення шляхом формування уміння.

Виховна. Виховувати старанність,  вміння висловлюватися.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Прилади та матеріали для роботи з учнями:

Відеодослід. Розширення тіл при нагріванні

Демонстрація.. Розширення металевої монети  під час нагрівання (прилад для демонстрації розширення тіл, спиртівка, сірники)

План

1. Організаційний момент.

2. Актуалізація опорних знань.

3. Вивчення нового матеріалу.

4. Запитання на закріплення вивченого.

5. Домашнє завдання.

6. Для допитливих.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Епіграф

Єдиний шлях, що веде до знання, - це діяльність.

Джордж Бернард Шоу

Корекційно –розвиваюча спрямованість

Загадки.

1.Біла морква взимку росте.

2. Біла ковдра на землі лежить

 Літо прийшло, ковдра зійшла

2. Актуалізація опорних знань.

Дидактична гра «Так» чи  «Ні»

1. Тіло складається  з речовини   (Так)

2. Атом - це найбільша частинка  речовини. (Ні)

3. Прикладом фізичного тіла може бути метал  (Ні)

4. Усі речовини складаються з молекул і атомів (Так)

5. У разі збільшення температури швидкість руху молекул  збільшується; (Так)

6.Відстань між молекулами у газах меньша, ніж у твердих речовинах (Ні)

7. Відстань між молекулами у рідинах більша, ніж у твердих речовинах (Так)

3 Мотивація навчальної діяльності, оголошення теми і мети уроку.

Перегляд відеодосліду з кільцем Гравезанда.

Питання. Що сталося з кулею  після нагрівання? Чому вона перестала входити в кільце?

Оголошення теми уроку: «Зміна об’єму твердих тіл».

Мета: з’ясувати , чому тверді тіла , рідини і гази  розширяються при  нагріванні, стискаються при охолодженні, як застосовується ця властивість у техніці.

4. Вивчення нового матеріалу.

1.Теплове розширення твердих тіл, рідин і газів

Нескладні досліди й численні спостереження переконують у тому, що, як правило, тверді тіла, рідини й гази під час нагрівання розширюються, а під час охолодження — стискаються.

Дослід.  Пластикову пляшку опустити в гарячу воду. На горличко пляшки надіти повітряну кульку. Кулька почне надуватись.

Найбільшого розширення під час нагрівання зазнають гази. Продемонструємо розширення повітря на такому дослідах. Підігріте повітря, розширюючись, виходить через відвідну трубку, про що свідчить поява бульбашок повітря у скляній посудині з водою. Або надування повітряної кульки. Під час охолодження газ стискається.

Теплове розширення характерне і для рідин. Так, на залежності об’єму спирту від температури ґрунтується дія спиртових термометрів. Рідини завдяки нагріванню розширюються значно менше, аніж гази, але значно більше, ніж тверді тіла.

Демонстрацію теплового розширення рідини можна провести подібно до того, як ми демонстрували розширення повітря. Наповнимо колбу гасом по самі вінця. Закриємо її пробкою, у яку вставлено тонку скляну трубку, і доллємо гасу, щоб він зайняв певну частину трубки. Під час нагрівання рівень рідини (гасу) у вузькій трубці збільшується. Ми скористались гасом тому, що він розширюється в п’ять разів більше, ніж вода.

Для демонстрації розширення твердих тіл унаслідок нагрівання нідерландський фізик Вільгельм Якоб Ґравезанд (1688–1742) винайшов прилад, який складався з кулі, що підвішувалася над кільцем на ланцюжку або дротині і вільно проходила крізь його отвір. Куля, нагріта за допомогою спиртівки, не проходила крізь кільце і трималась на ньому, допоки не охолоне  

Демонстрація досліду  з нагрівання монети над полум’ям свічки.

Робота з підручником. Списати  правило на с. 82 (Основна властивість твердих тіл)

2. Причина теплового розширення

Теплове розширення тіл молекулярно-кінетична теорія пояснює так. Зі збільшенням температури збільшується швидкість руху частинок, з яких складається тіло. Середня відстань між частинками також збільшується, і, відповідно, збільшується об’єм тіла. І навпаки, зі зниженням температури тіла рух частинок стає повільнішим, міжмолекулярні проміжки зменшуються і, відповідно, зменшується об’єм тіла.

 Вправа «Я  молекула»

Завдання . Показати як змінюється відстань між молекулами при  нагріванні і охолодженні.

Три учні виходять до дошки і розходяться при команді «тіло нагрілось», зближаються при  команді « тіло охолонуло».

3. Характеризуємо теплове розширення тіл

Не всі тіла під час нагрівання на ту саму температуру розширюються однаково. Дослідним шляхом з’ясовано, що тверді тіла та рідини розширюються набагато менше, ніж гази. Теплове розширення тіла залежить від речовини, з якої складається тіло.

Переконатися у цьому можна, скориставшись приладом, який дає змогу одночасно фіксувати малі видовження трьох стрижнів . Стрижні однакової довжини і перерізу, але виготовлені з різних матеріалів (залізний, мідний та алюмінієвий), нагрівають одночасно. Видовжуючись, стрижні тиснуть на стрілки, відхилення яких свідчать про їхнє видовження. Виявляється, що мідний стрижень видовжується менше, ніж алюмінієвий, але більше, ніж сталевий.

Існують речовини, об’єм яких на певному інтервалі температур під час нагрівання зменшується, а під час охолодження — збільшується. До таких речовин належать вода, чавун, чистий кремній...

Наприклад, процес нагрівання води супроводжується характерною особливістю: при нагріванні від 0 до 4 °С її об’єм зменшується! Відповідно збільшується її густина . Максимальну густину вода має за температури 4 °С . З подальшим підвищенням температури об’єм води починає збільшуватись, а густина зменшуватись. Саме завдяки цій властивості річки, моря й океани не промерзають до дна навіть у сильні морози. Оскільки густина льоду менша від густини води, лід розташовується на поверхні води та надійно захищає водойму від глибокого промерзання. Зазначені властивості води мають неабияке значення для життя різноманітних водоростей, риб та інших істот у водоймах.

4. 4. Теплове розширення у природі й техніці

Знання і врахування того, як тіла розширюються під час нагрівання, має важливе значення. Поверхня Землі прогрівається нерівномірно. У результаті повітря поблизу її поверхні розширюється теж нерівномірно. Цей факт — один із чинників утворення вітру, що, в свою чергу, зумовлює зміну погоди. Нерівномірне прогрівання води в морях і океанах спричиняє виникнення течій, які суттєво впливають на клімат.

Теплове розширення враховують під час проектування різних споруд. Оскільки температура повітря в наших широтах протягом року може змінюватися від -30 до +30 °С, то такі зміни температури спричинюють значні видовження й стискання. Щоб уникнути руйнування, споруди, мости, трубопроводи будують з окремих секцій, з’єднуючи їх так, щоб вони могли щільно притискались у спеку й достатньо розходитись у холодну пору року.

Для автоматичного вимикання та вмикання електричних пристроїв використовують біметалеві пластинки. Дія таких пластинок заснована на тому, що різні метали по-різному розширюються під час нагрівання.

Розгляньте малюнок. Що стає з біметалевою пластиною під час нагрівання і охолодження?

5. Запитання на закріплення вивченого.

Тестове завдання

1. У чому причина збільшення об’єму тіл під час нагрівання?

А) Збільшення відстані між молекулами.

Б) Зменшення відстані між молекулами.

2. Чому монета під час нагрівання не проходить у  попередній отвір?

А) Зменшується її об’єм.

Б) Збільшується її об’єм.

3. Чому решітку газової плити, на яку ставлять посуд для приготування їжі звужують біля газових пальників?

А) Щоб при нагріванні, коли вона розшириться, не піднімала посуд вгору.

Б) Для краси.

4. Чому стоматологи радять не їсти дуже гарячу їжу?

А) Щоб не опектися.

Б) Щоб не тріснула емаль на зубах.

6. Підсумок уроку

1.Питання.

На цьому уроці я дізнався…

Мені сподобалося…

2.Виставлення оцінок.

5. Домашнє завдання.

Вивчити § 22,  відповісти на запитання на ст. 82.

( Підручник: Тороп К.С., Глухова С.,В. Т64 Фізика і хімія в побуті: підручник для осіб з особливими освітніми потребами (F70) 7 клас — Київ: ТОВ «ВИДАВНИЦТВО АТЛАНТ», 2024.)

6. Для допитливих.

Експериментальні завдання

1. Візьміть порожню пластикову пляшку з-під води та покладіть її в холодильник (або в морозильник). Вийміть пляшку через 20-30 хв й одразу надягніть на її шийку повітряну кульку. Поставте пляшку в миску з теплою водою. Спостерігайте, що буде відбуватись. Поясніть.