Тема: Тепловий баланс (Урок)

Фізика _______ клас                Урок № ____                 Дата ____________

Тема: Тепловий баланс

Мета:  сформувати знання про закон збереження енергії в теплових процесах, навчити розв’язувати

    задачі на складання рівнянь теплового балансу;

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        Краще за все просувається    природниче дослідження,

                                                      коли фізичне завершується   у математичному.                       Ф. Бекон

ІІ.  Перевірка Д/з. Актуалізація опорних знань     Запитання до класу:

 1. Що таке кількість теплоти?

 2.  За якою формулою обчислюють кількість теплоти, передану тілу під час нагрівання або виділену ним під час охолодження?

 3.  Яким є фізичний зміст питомої теплоємності речовини?

 4. Дайте   визначення   питомої   теплоємності речовини.

 5. Питома теплоємність олова 230 Дж/кг∙°С. Що це означає?

 6. Яке співвідношення між кілоджоулем і мегаджоулем?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності 

Досить часто виникає потреба у знаходженні значень фізичних величин, що характеризують теплообмінні процеси під час встановлення теплової рівноваги. Тоді потрібно скласти і розв’язати рівняння, що мітить невідомі величини, відшукання яких і є його розв’язком. А допоможе нам у цьому закон збереження енергії, оскільки усі явища природи відбуваються згідно з цим законом, не виняток і процес теплопередачі. Отож, сьогодні ми з вами будемо виражати математично рівняння теплового балансу.

ІV. Сприйняття та засвоєння нового матеріалу.

Тіла з різними температурами обмінюються між собою теплотою. 

Втрата тепла нагрітим тілом = отриманню тепла холодним тілом. 

Розглянемо випадок, коли теплообмін відбувається тільки між двома тілами, тобто ні з якими іншими тілами вони теплом не обмінюються. Таку систему тіл називають теплоізольованою. Щоб зробити систему тіл теплоізольованою, тіла поміщають у калориметр.

Калориметр - прилад для вимірювання кількості тепла, що її виділяє або вбирає тіло.

Налляємо  у калориметр воду й зануримо в неї брусок, вийнятий з окропу. Між бруском і водою почнеться теплообмін, внаслідок якого незабаром установиться теплова рівновага: брусок і вода будуть мати однакову температуру. 

Позначимо Q⁺  - кількість теплоти, одержану водою, а Q^-  - кількість теплоти, віддану бруском.

Закон збереження енергії для процесу теплопередачі: В ізольованій системі, в якій внутрішня енергія тіл змінюється тільки внаслідок теплопередачі, сума кількостей теплоти, відданої одними тілами системи, дорівнює сумі кількостей теплоти, одержаної іншими тілами цієї

системи.                                 Q^- ₁ + Q^-₂  + …+ Q^-_п  = Q⁺₁  + Q⁺₂  +… Q⁺_п 

Алгоритм розв’язування задач на тепловий баланс.

1. З’ясувати, якої температури досягають тіла в результаті теплообміну, позначити її буквою t.

2. Встановити, які тіла віддають теплоту і записати для кожного тіла формулу кількості теплоти.

3. З’ясувати які тіла отримують теплоту і записати для кожного тіла формулу кількості теплоти.

4. Скласти рівняння теплового балансу, у лівій частині записавши суму кількостей теплоти, які віддають більш нагріті тіла, а у правій частині – суму кількостей теплоти, що отримують менш нагріті тіла.

5. Розв’язати це рівняння відносно невідомої величини і записати кінцеву

формулу.

6. Обчислити невідому величину та проаналізувати результат.

V. Закріплення знань.

Задача 1. Металеву кульку масою 900 г нагріли до 155°С, опустили в посудину з 3 кг води, температура якої була 10°С. У результаті теплообміну встановилася температура 15°С. З якого металу виготовлена куля? Нагріванням посудини знехтувати.

 

Задача 2. Скільки гарячої води, взятої при температурі 60°С, потрібно додати до 120 л холодної при 20 °С, щоб підготувати ванну з температурою води 36°С? Теплообміном із довкіллям знехтуйте. 

 

Задача 3. У ванну налито 80 л води, що має температуру 10°С. Скільки літрів води, яка має температуру 100°С, потрібно додати у ванну, щоб температура води в ній дорівнювала 25°С?

 

Задача 4. Щоб охолодити розжарену до 100°С чавунну сковорідку масою 2 кг, у неї наливають 0,5 л води при температурі 12°С. До якої температури охолоне сковорідка?    

 

Збірник задач / І.Ю. Ненашев ст 131

VІ. Підсумок уроку

Інтерактивна вправа „Мікрофон”

Питання:

- Що ми виконували сьогодні на уроці?

- Чи досягли очікуваного результату?

- Чи досяг клас в цілому очікуваних результатів?

- Що, на вашу думку, могло б бути організовано краще?

- Над якими навичками вам треба ще попрацювати?

- Чи був для вас урок цікавим

- Що вам найбільше сподобалось?

VІІ. Домашнє завдання

1. Опрацювати §___, виконати вправу