СЛІДСТВО ВЕДУТЬ ЗНАТОКИ

СЛІДСТВО ВЕДУТЬ ЗНАТОКИ

Мета.

1. Удосконалити знання учнів про теплові явища.

2. Розвивати пізнавальні інтереси дітей.

3. Активізувати самостійність мислення учнів.

4. Виховувати вміння оцінювати власні досягнення.

5. Виховувати інтерес до фізики.

Методика проведення

На сцені за столом сидять літературні герої: Шерлок Холмс та док­тор Ватсон.

Старшокласник (ведучий) читає слова автора, він же керує аудиторією, що відповідає на запитання. Ш.Холмс і доктор Ватсон фіксують правильні відповіді; нагороджують найактивніших дипломом «Юний знаток фізики».

Ш.Холмс та доктор Ватсон ішли сквером. Зима нагадувала про себе пронизливим вітром. Ватсон усе поправляв своє пальто і незадоволено бурчав на погоду.

— Шановний Ватсоне, — промовив Ш.Холмс, — біда не в погоді, а в твоєму синтетичному костюмі. В холод потрібно одягати щось бавов­няне чи трикотажне.

Чому так радив Ш. Холмс?

(Суцільна синтетична тканина має добру теплопровідність і тіло людини швидко охолоджується, а бавовна має багато ворсинок, між яки­ми знаходиться повітря, що є хорошим теплоізолятором, і тіло людини не охолоджується.)

— Я вчора весь день провів біля хворого. Не знаю навіть, якою була погода, — обізвався Ватсон. Ш.Холмс поглянув на сніг навколо дерев і відповів: «Вчора було тепло і сонячно».

Як він дізнався?

(Навколо стовбурів дерев сніг тане швидше, бо темні стовбури швид­ше нагріваються і випромінюють багато теплоти.)

— На тому тижні, йдучи на виклик цим сквером, я потерпав від стра­ху, так скрипіли дерева, — сказав доктор.

— Зрозуміло, — обізвався Холмс, — тоді був добрячий мороз. Чому Ш.Холмс зробив такий висновок?

(Під час морозів дерева тріщать, бо вода, яка замерзає в капілярах де­рева, розриває його волокна.)

— Дорогий, Ватсоне! Чому ви крутите своєю головою?

— Я хочу дізнатися звідки дме вітер, — відповів Ватсон. Холмс змо­чив один бік пальця і почав його повільно повертати.

Як ці дії допоможуть йому визначити напрям вітру?

(З боку, де дме вітер, відбувається інтенсивніше випаровування і па­лець відчує прохолоду.)

Тротуар посипали сіллю, щоб звільнити його від снігу. Чекаючи Ватсона, що затримався, розмовляючи з клієнткою, Ш.Холмс став на його засніжену частину. «Щоб ноги не прохололи, — обізвався він сам до себе».

У чому тут справа?

(Сніг взаємодіє з сіллю, утворюється розчин солі у воді, температура замерзання якого нижча від температури повітря, розчин стікає з тро­туару і сніг зникає. Оскільки температура розчину нижча за температу­ру чистого снігу, то ноги холонуть на «мокрому» тротуарі більше.)

— Добре, що сніг перестав падати, — сказав Ватсон, наздогнавши Ш.Холмса.

— Якщо сніг перестане, можливі сильні морози, — відповів Ш.Холмс. Чи правильна прикмета?

(Прикмета правильна. Утворення кристалів снігу і льоду пов'язане з виділенням енергії в навколишнє середовище (атмосферу). Тому під час снігопаду різкого зниження температури бути не може, а після припи­нення снігу можливе похолодання.)

Почалася вулиця. Друзі звернули увагу на сад, де всі пристовбурові круги дерев були покриті шаром тирси або торфу.

— Тут працює мудрий садівник, — обізвався Ш.Холмс. Чому він зробив такий висновок?

(Тирса, торф мають малу теплопровідність і покриті ними пристовбурові місця плодового дерева оберігають від сильного переохолодження ділянки землі, де розміщена основна коренева система.)

— А ось і будинок міс Браун. Вона давно запрошувала нас на чай. Тож зайдемо, — сказав Ватсон, відчиняючи хвіртку.

— Дивися, друже, двірник із сином понесли до льоху величезну по­судину з водою. Чого б це? — здивувався Ватсон.

— Молодці! Овочі в льосі не замерзнуть, — підсумував Ш.Холмс. У чому суть його висновку?

(Внаслідок великої питомої теплоємності і питомої теплоти плавлення вода — хороший акумулятор енергії. При значному зниженні температу­ри поза льохом усередині його температура значно не знизиться, бо посу­дина з водою відіграє роль нагрівника.)

Міс Браун запросила гостей до будинку.

— Я пригощу вас чаєм. Але прошу трохи зачекати. Води не запасли. Принесли лід і щоб він швидше розтанув, я загорнула посудину з льодом у кожух, — щебетала господиня.

— Принципово неправильно, — зауважив Ш.Холмс. Чому?

(Кожух не гріє. Він, маючи погану теплопровідність, сповільнює над­ходження теплоти до льоду та його танення.)

Міс Браун запропонувала гостям свіжі газети. Доктор Ватсон витяг окуляри, дихнув на них декілька разів і вже хотів надівати.

— Постривайте, друже! Спочатку ось це, — посміхнувся Ш.Холмс, простягуючи носову хустинку.

Поясніть учинок Холмса.

(Окуляри запітніли від дихання і їх треба протерти хустинкою. Запітніли тому, що водяна пара, що міститься в повітрі, яке видихає людина, конденсується на склі.)

— Я забув розповісти тобі незвичайну історію, що трапилася вчора в моїй лікарні, — відірвав очі від газети Ватсон. — Я оглядав хворого, тем­пература його тіла виявилася 38°С. До палати зайшла чергова медсестра, щоб виміряти температуру хворих і записати до журналу. Термо­метр, що потримав мій пацієнт, показав 39°С. Не може бути, — здивувався я. — Тоді медсестра з кишені витягла інший термометр і згодом повідомила мені: 38°С. У моїй лікарні три термометри. Усі непошкоджені. Один був у мене. Чому покази двох інших відрізнялися?

— Нічого дивного. Твоя медсестра перед вимірюванням температу­ри мала б щось зробити, пам'ятаючи, що термометри ртутні, — відповів Ш.Холмс.

Що ж мала зробити медсестра?

(Струснути термометри перед тим, як давати хворим. Очевидно, що один із них показував менше як 38 °С і тому його покази збіглися з термо­метром лікаря. Покази ж другого були 39 °С, тому вони й не змінилися. Ртуть у термометрі самостійно не опускається.)

Ш.Холмс підійшов до вікна. Крізь замерзлі вікна було видно лише край дороги. «Господиня лінива», — подумав він.

Чому?

(Вікна в кімнаті замерзли, а значить у простір між рамами проникло з кімнати тепло, вологе повітря, волога якого замерзла на холодних шиб­ках. Отже, вікна не утеплені.)

— Шановна господине, у вас на кухні кипить чайник, — гукнув Ш.Холмс.

Як він здогадався, якщо був у кімнаті, з якої кухні не видно?

(Коли вода в чайнику кипить, то кришка постукує, бо в чайнику тиск підвищується. Кришка піднімається, при цьому частина пари виходить, тиск знижується, кришка опускається, створюючи при ударі звук. Далі все повторюється.)

— Щоб швидше охолодити воду, поставлю чайник на лід, — сказала господиня.

— Неправильно, — заперечив Ш.Холмс.

— Чому? — здивувався доктор Ватсон. — Адже гріємо завжди знизу. Поясніть, у чому справа.

(Під час нагрівання води нижчі, більш нагріті шари рідини піднімають­ся, а холодніші опускаються вниз, нагріваються і т.д. Так поступово нагріваються всі шари води. Для охолодження лід кладуть зверху, тоді швидше відбувається охолодження верхніх шарів, а отже, збільшується швидкість циркуляції і швидкість зміни температури.)

— Всі до чаю, — запросила господиня.

— Я люблю гарячий чай, а тому кладу в нього цукор лише перед тим, як пити, — сказала міс Браун.

— Нерозумно. Краще цукор класти в тільки-но налитий чай, — по­радив Ш.Холмс.

Чи правий він?

(Так. Якщо цукор покласти відразу в гарячий чай, то його температу­ра знизиться, а чим нижча температура (чим менше відрізняється вона від кімнатної), тим повільніше чай холоне, а тому буде більш гарячим до пиття.)

— Млинці смачні тоді, коли вони гарячі, — сказала господиня, запрошуючи Ш.Холмса і доктора Ватсона.

— Щоб вони довше залишалися гарячими, — продовжила вона, — я залишаю тарілку з млинцями на сплетеній з дроту підставці. Прошу вас.

—  Краще тарілку ставити на дерев'яну підставку, — порадив Ш.Холмс.

На чому базується ця порада?

(Теплопровідність деревини менша, ніж металу, тому на дерев'яній підставці тарілка холонутиме повільніше.)

Господиня підійшла до дверей і впустила до кімнати кішку, Поглянувши на кішку, Ш.Холмс мовив: «Погода на вулиці холодна».

Як він це визначив?

(Очевидно, що за шерстю кішки. У холодну погоду шерсть стає особли­во пухнастою, щоб у проміжках між ворсинками було більше повітря — поганого провідника теплоти.)

Гості почали збиратися, дякуючи господині за гостинність.

— Докторе, нам треба звірити годинники для нашої операції, — ска­зав Ш.Холмс.

— Мій годинник іде не точно і часто ламається, — пожалівся Ватсон.

— Запам'ятайте, що годинник завжди треба заводити зранку і тоді він буде йти точно, — порадив Ш.Холмс.

— Невже є якась різниця? — здивувався Ватсон,

— Так, друже, і в цьому треба знати суть, — підкреслив Ш.Холмс. Що ж саме необхідно знати?

(Заводити наручні годинники, знявши їх увечері з руки, не варто, бо пружина нагріта, а після заводу і подальшого охолодження вона сильно деформується і може лопнути).

Ш.Холмс і Ватсон вийшли надвір. Біля дверей стояв син сторожа і жалісно дивився на закривавлені пальці.

— Слід уже запам'ятати, що на морозі не варто торкатися до металу, а от деревина ніякої небезпеки для пальців не несе, — зауважив Ш.Холмс.

Поясніть ситуацію.

(Теплопровідність металу велика, тому при дотику теплота від пальців до металу передається інтенсивно, а оскільки шкіра зволожена, пальці примерзають до металу. У деревини теплопровідність менша і зниження температури пальців відбувається повільно, тому ефекту примерзання не спостерігається.)