Урок - подорож "Теплові явища"

 

 

Урок - подорож в країну Теплоти.

 

Тема: Теплові явища.

  

Мета: Узагальнити і систематизувати вивчине на основі розв’язування якісних і розрахункових задач, розвиток знань і умінь учнів,  виховання наукових поглядів на явища, творчості,  логічного мислення. Викликати цікавість до вивчення предмету.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, роздатковий матеріал.

Тип уроку: урок узагальнення знань

Хід  уроку

 

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

1. Привітання/ Бажаю доброго  дня вам та нашим гостям. Рада вітати вас в кабінеті фізики.

2. Емоційне налаштування.

     Сьогодні на уроці ми відвідаємо з вами країну теплоти. Фізична країна вам сподобається. В нас було дуже мало часу, щоб пізнати всі її секрети. А тому сьогодні ми продовжимо свою подорож.

    У подорожі головне вірні друзі, та гарний настрій. Тож посміхніться один одному і вперед до нових знань.

3. Оголошення теми і мети уроку.

      Перед вами  лежить символічний ключ, яким ми спробуємо відкрити  ворота до міст нашої країни Теплоти. Допоможе нам в цьому вміння розв’язувати задачі на знаходження  кількості теплоти та питомої теплоємності речовини. Тому відкрийте робочі зошити запишіть число класна робота та тему уроку «Подорож у країну Теплоти.».

      На своїх ключиках напишіть очікування від уроку:

-я хочу дізнатись ;

-я хочу навчитись;

- я хочу зрозуміти

      Покладіть свій ключик у зошит а в кінці уроку подивимось, чи допоможе він вам відкрити браму міст в які ми потрапимо.

    Ви вже знаєте що в нашій країні є грошова одиниця і це Джоулі, тож відкриваючи замки-завдання ви будете отримувати джоулі, які в кінці подорожі перетворяться на бали. Котра група набере найбільше балів та отримає високий бал.

    Подорожувати будемо групами. Візьмемо обов’язково багаж ручку, зошит, книжку, щоденник. Групи сформовані попередньо і вибрали назви “Іній” і “Роса”. І так, вітайте! Група “Іній” капітан..., група  “Роса” капітан...

Оцінювати наш турнір будуть члени журі...

 

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

    Ось і перший замок. Спробуйте його відкрити.

Шановні учасники, як сказав Леонардо да Вінчі: “Наука –полководець, а практика – солдати”, то саме ви сьогодні маєте показати на практиці здобутті знання на уроках фізики.

    Щоб попасти до країни треба відчинити ворота ключем який знаходиться у відповідях

„Анаграм”

Кодовий ключ     - 3  1   2  12  13  14

Завдання:      

1. Один з агрегатних станів речовини - йипбідопозаг        (3 буква) 

                                        

2. Збільшення внутрішньої енергії тіла при збільшенні його температури - яннавірган    (1 і 2 буква)

 

3. Один з видів теплопередачі  - яннавюніморпив    (12, 13, 14 буква)

 

Отже, слово „Знання” відчинить ворота в країну „ Теплоти”

 

Перший замок. Бліц – турнір. Дайте відповідь на питання. Хто швидше? Одне питання – один джоуль.

1. Температура – це…? Яким приладом вимірюється температура? Які ви знаєте термометри? Якою літерою позначається температура?

(Температура – це фізична величина, яка характеризує стан теплової рівноваги, системи тіл, термометр, ртутний і спиртовий, t)

2. Яка енергія називається внутрішньою? Які способи зміни внутрішню енергію тіла Ви знаєте?

(Внутрішня енергія – сума кінетичної енергії теплового руху частинок, із яких  складається тіло, і потенціальної енергії їхньої взаємодії. Способи зміни внутрішньої енергії: виконання роботи( над тілом, самим тілом), теплопередача).

3. Що називається теплообміном? Назвіть види. 

(Теплообмін –це процес зміни внутрішньої енергії тіла без виконання роботи. Види: теплопровідність, конвенція, випромінювання

4.  Теплопровідність – це… Одним найкращим провідником є …, а найгіршим…

(Теплопровідність – це вид теплопередачі який зумовлений хаотичним рухом і взаємодією частинок речовини й не супроводжується перенесенням цієї речовини. Одним з найкращих теплопровідників є метали, а найгіршим є гази.

5. Яку фізичну величину називають кількістю теплоти. Формулу кількості теплоти. Від яких фізичних величин залежить кількість теплоти.

(Кількістю теплоти – це ф.в. значення якої дорівнює енергії, яку тіло одержує або віддає в процесі теплопередачі.)

6. Плавлення – це… Температура плавлення. Кристалізація.

(Плавлення – це процес переходу речовини з твердого стану в рідкий. Температура плавлення – це температура за якої тверда  кристалічна речовина плавиться, переходить у рідкий стан. Кристалізація – це процес переходу речовини з рідкого стану у твердий кристалічний .)

7.   Питома теплота плавлення – це… Позначається … і обчислюється за формулою. Одиниці в Сі .

(Питома теплота плавлення – це фізична величина, що характеризує певну речовину й дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати твердій кристалічній речовині масою 1 кг, щоб за температури плавлення повністю перетворити її на рідину. Позначається ℷ, ℷ=Q/m, Дж/кг.)

8. Яку фізичну величину називають питомою теплоємністю?

Позначається…і обчислюється за формулою, одиниці в Сі.

(Питома теплоємність речовини – це фіз величина, що характеризує певну речовину й дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати цій речовині масою 1 кг, щоб нагріти її на 1 ⁰ С. Позначається с, с=Q/mt? Дж/кг С)

9. Конвенкція – це …

(Конвенкція – це вид теплопередачі, який здійснюється шляхом перенесення теплоти потоками рідини або газу.)

10. Випромінювання – це …

(Випромінювання – це вид теплопередачі в ході якого енергія передається за допомогою променів.)

11.  Два способи перетворення рідини на газ: …
    (випаровування і кипіння)
12. Пароутворення –це… Швидкість випаровування. Випаровування – це…

(Пароутворення-  це процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний. Швидкість випаровування : 1.Температури, 2.Роду речовини, 3.Площі вільної поверхні, 4.Руху повітря.

Випаровування – це процес пароутворення з вільної поверхні. )

13. Конденсація – це…

(Конденсація – процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий.                    Це згущення, ущільнення.  Це водна пара, яка вдень накопичується в повітрі, а в ночі, охолоджуючись конденсується. Коли вологе повітря піднімається у вищі шари, то, охолоджуючись утворює хмари. Хмари складаються з дрібних краплинок води, що утворилися внаслідок конденсації водяної пари. Коли вологе повітря охолоджується поблизу поверхні Землі утворюється туман. Оскільки процес конденсації супроводжується виділенням енергії, то утворення туману затримує зниження температури повітря.

14.        Питома теплоємність пароутворення –це …

Позначення… і обчислюється за формулою.  Одиниці в Сі.

(Питома теплоємність речовини – фіз. величина, що характерезує певну величину й дорівнює кількості теплоти, необхідна передати рідині масою 1 кг, щоб за незмінної температури  перетворити її на пару. Позначають r  і обчислюють за ф-ю: r =Q/ m. Одиницею є Дж.)

15.       Питома теплота згоряння – це …Позначення… і обчислення за формулою. Одиниці в Сі.

(Питома теплота згоряння – це фіз величина яка характеризує певне паливо і чисельно дорівнює кількості теплоти, що виділяється під час повного згоряння 1 кг цього палива. Позначається q, q= Q/m, Дж/кг)

16.          Коефіцієнт корисної дії нагрівника –це … Позначається…  Формула.

(ККД – це фіз величина, яка характеризує ефективність нагрівника й дорівнює відношенню корисно спожитої теплоти до всієї теплоти, яка може бути виділена під час повного згоряння палива. ή=Qк/Qп 100%)

17. Тепловий двигун – це… Складається з …

(Тепловий двигун – це машина, яка працює циклічно й перетворює енергію палива на механічну роботу. Складається теплова машина з нагрівника, робочого тіла , холодильника)

18. Будова найпростішого двигуна внутрішнього згоряння.

1.Циліндр. 2. Поршень. 3. Шатун. 4. Колінчастий вал. 5.Клапани. 6. Запальна свічка)

19. Робочий цикл чотиритактного двигуна складається з …

(1-усмоктування, 2- стискання, 3 – робочий хід, 4 – випускання)

20. Яка питома теплоємність води?

• Молодці! Перший замок ви подолали.
• Час відкривати другий замок. Готові?

 

Другий замок  – “Міцний горішок”

У коробочці 20 горішків, тобто запитань. Перша команда витягує по черзі, 1 Дж.

 Завдання:

1. Нормальна температура людини у підпаховій ямці 36,8 ⁰С, а у легенях – 32 ⁰С. Як можна пояснити більш низьку температуру легенів?                                                               (У легенях проходить інтенсивне випаровування води)
2. Учень обклеює шпалерами стіни своєї кімнати. Чому після обклеювання шпалерами стін він зачинив вікна?                                                                                      (Внаслідок активної циркуляції повітря в кімнаті папір швидко висохне, тоді як шар клею залишиться ще вологим. Папір, висихаючи, скручуватиметься і відставатиме від стін).
3. Чому під час сильного морозу для відновлення поверхні льоду ковзанки його поливають гарячою водою?                                                                                                      (Гаряча вода розплавляє тонкий шар льоду і не так швидко замерзає, встигаючи розтектись, і поверхня льоду стає гладкою).
4. Чим пояснити, що під час сильних морозів у лісі тріщать дерева?               (Вода, що міститься в капілярах, замерзає і розриває його волокна).
5. Якою водою краще поливати рослини   - кип’яченою чи сирою?             (Сирою, бо в ній більше повітря).
6. Як досягти того, щоб, тепла вода з температурою нижче 100 ⁰С кипіла?       (Знизити атмосферний тиск, а це можливо високо в  горах).
7. Чому забруднений сніг тане швидше, ніж чистий?               (Забруднений сніг краще поглинає сонячне проміння і тому швидше тане).
8. Чому сніг під ногами рипить тільки в сильні морози?                             (При невеликому морозі сніжинки під ногою тануть, а на сильному - ламаються. Кожна сніжинка, ламаючись, утворює слабенький звук, а коли під ногами одночасно ламається велика кількість сніжинок, виникає дуже сильне рипіння).
9. Чи може влітку випасти сніг?                              (Влітку сніг падає часто, але не досягає поверхні землі. Сніжинки опинившись в теплих шарах повітря, тануть і перетворюються у великі за розмірами краплі. Такий дощ називають зливою).
10. Чому лід можна розплавити, внісши його з морозу в тепле приміщення, а олово так розплавити не можна?                                                                                                                 (Тому що температура плавлення льоду - 0єС, а в кімнаті значно вища, а для плавлення олова такої температури недостатньо).
11.  Чому гарячий чай охолоне швидше, якщо на нього подути?                 (Тому що в цьому разі прискорюється випаровування, яке завжди йде з поглинанням енергії).
12.  Чому з тарілки і зі склянки однакова кількість води випаровується з різною швидкістю?                                                                                                                                                (Бо чим більша поверхня випаровування, тим інтенсивніше іде процес, а площа поверхні тарілки більша за площу поверхні склянки).
13. Чому обличчя людини, що сидить перед грубою з відкритими дверцятами, відразу відчуває прохолоду, як тільки прикрили дверцята?                                                                      (Тому що припинився доступ теплоти через випромінювання, дверцята перекрили теплові промені).
14. Чому на морозі коня, що спітнів після швидкої їзди, накривають попоною?      (Тому що кінь може переохолодитися, оскільки піт, випаровуючись, забирає від його тіла теплоту, а тут ще й мороз).
15. Чому взимку за тривалої стоянки автомобіля на морозі воду з радіатора зливають?

 (Тому що вода в радіаторі може замерзнути і розірвати трубки, адже під час           замерзання вода розширюється).

16. Чому для корпуса космічного корабля використовують дуже тугоплавкі матеріали?                                                                                                                                                     (Тому що під час польоту корабля в атмосфері Землі він зазнає величезного тертя і при цьому сильно нагрівається).
17. Чому самовар з розжареним вугіллям не розпаюється, якщо в ньому є вода, і розпаюється, якщо він пустий?                                                                                                       (Тому що більша частина утвореної теплоти йде на нагрівання води, а не самовара).
18. Чому опік шкіри від киплячої олії сильніший, ніж від киплячої води?      (Тому що температура кипіння олії втричі більша ніж води).
19. Чому в пральнях, ванних кімнатах, у лазнях деякі труби, якими подається вода, покриті крапельками води, а інші сухі?                                                                              (Тому що пара, якої завжди багато в таких приміщеннях, конденсується, стикаючись із трубами, якими подається холодна вода, труби з гарячою водою залишаються сухими).
20. “Міцний горішок”. Бали зараховуються без запитання.

Третій замок - Встановити відповідність.

1.Формула кількості  теплоти при повному    згорянні палива.

2.Одиниці вимірювання питомої теплоємності речовини.

3.Одиниці кількості теплоти.         

4. Одиниці вимірювання  питомої теплоти згоряння    палива.
5. Одиниці вимірювання питомої теплоти пароутворення.
6. Кількість теплоти, що необхідна для плавлення.
7.  ККД теплового двигуна.
8. Кількість теплоти, яка виділяється під час конденсації.
9. Кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання.
10. Одиниці вимірювання температури.

1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
б	в	з	д	ж	Г,	е	є	г	а

 

 

 

 

 

А.  ⁰ С

Б. Q= mq

В. Дж/кг·°С

Г. Q=сm(t₂ – t₁)

Ґ. Q= mλ

Д. Дж/кг

Е. η=Ак/Qп 100%

Є. Q= mr

Ж. Дж/кг

З. Дж

 

Четвертий замок – “Розвідницькі шифрограми”

Всі ми бачили у кіно, як розвідник надсилає зашифроване повідомлення. У ньому замість літер використовують цифри, щоб, не зміг прочитати ворог.

Завдання: Розшифрувати фізичне означення (повністю). Хто перший справиться отримує 5 Дж другий 2 Дж

20  16  1  3  16  7  18  18  33  -  23  7  20  16  19  3  11  14 20  21  19  27  7  22,                        20  12  6              28  1  22              33  15  19  4  19              23  3  7  21  6  7              23  12  16  19                     20  7  21  7  26  19  6  11  23  31              24              21  12  6  15  11  14              22  23  1  18.

(Плавлення – тепловий процес, під час якого тверде тіло переходить у рідкий стан.)

15  19  18  6  7  18  22  1  27  12  33  -  20  21  19  27  7  22 20  7  21  7  26  19  6  24 21  7  28  19  3  11  18  11              10              4  1  10  19  20  19  6  12  2  18  19  4  19                     22  23  1  18  24              3              21  12  6  15  11  14.

(Конденсація – процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий.)

 

Наступний п’ятий  замок  – “Ромашка”.

    Кожен учень відриває пелюстку ромашки, яка йому подобається. На зворотній стороні пелюстки знаходиться умова задачі, яку повинні розв’язати учні. Після розв’язання задачі учень разом із “пелюсткою” здає її журі. Кожна вірно розв’язана задача приносить команді 1 Дж.

Завдання:

1. Яку кількість води можна нагріти від 15 0С до кипіння, якщо передати їй 178,5кДж.
2. 2. В алюмінієвій каструлі, маса якої 800 г, нагрівається 5 кг води від 10 ⁰С до кипіння. Яка кількість теплоти піде на нагрівання каструлі і води?
3. Яку кількість теплоти необхідно передати воді масою 10 кг , узятого за температури кипіння, щоб перетворити її на пару.
4. 4. Яка кількість теплоти необхідна, щоб довести до кипіння і повністю випарувати 3 кг води, взятої за температури 0 ⁰С .
5. 5. Зупинившись туристи на перепочинок біля струмка вирішили приготувати чай. Яка кількість сухих дров їм потрібно заготовити, щоб закип’ятити 10 кг дров. Температура води в струмку 15  ⁰С. Вода одержує 15% енергії, що виділяється під час повного згоряння.

 

 

 

Поки команди розв’язують задачі, я проведу конкурс для наших глядачів і членів журі.

Конкурс – “Назвіть прізвище”

Перед вами список імен відомих вчених фізиків та астрономів. А чи знаєте ви їх прізвища?

Завдання:

1. Галілео    (Галілей)

2. Ісаак    (Ньютон)

3. Георг Сімон   (Ом)

4. Петро Миколайович  (Лебедєв)

5. Майкл     (Фарадей)

6. Альберт    (Ейнштейн)

7. Іван    (Пулюй)

8. Борис Євгенович   (Патон)

9. Сергій Павлович   (Корольов)

10. Юрій    (Гагарін)   

 

 

Шостий замок  замком є  «Енергозберігаючі технології»

     Енергнозберігаючі технології здатні звести до мінімуму непотрібні втрати енергії, що сьогодні є одним з пріоритетних напрямків не тільки на державному рівні, а й на рівні кожної окремо взятої родини. Це пов'язано з дефіцитом основних енергоресурсів і з глобальними екологічними проблемами.
Впровадження енергозберігаючих на побутовому рівні, є одним з важливих кроків у вирішенні багатьох екологічних проблем - зміни клімату, забруднення атмосфери, виснаження копалин ресурсів та інші.

Економія енергії - це ефективне використання енергоресурсів за рахунок застосування інноваційних рішень.

Основні напрями і способи енергозбереження є:
- Економія електричної енергії (освітлення, електропривод, електрообігрів та електроплити, холодильні установки та кондиціонери, споживання побутових і промислових пристроїв, зниження втрат в електромережі);
- Економія тепла (зниження тепловтрат, підвищення ефективності систем теплопостачання);
- Економія води (водозабір, споживання у побуті та на виробництві, зниження втрат і підвищення ефективності систем водопостачання);
- Економія газу (споживання в побуті та на виробництві, зниження втрат і підвищення ефективності систем газопостачання);
- Економія палива (зниження споживання в двигунах внутрішнього згоряння.

 

Які способи енергозбереження?

1.Економія електричної енергії.

2. Економія тепла.

3. Економія води.

4. Економія газу.

5. Економія палива.

 

 

Економія електричної енергії

1. Максимальне використання денного світла.
2. Збільшення кількості, площі та прозорості вікон.
3. Збільшення відбиваючої здатності (світлі стіни та стелі.
4. Правильне розміщення джерел штучного світла (освітлення).
5. Використання освітлювальних приладів лише за необхідністю.
6. Використання приладів управління освітленістю (датчики руху, акустичні датчики, датчики освітленості).
7.  Енергозерігаючі  лампочки.

Економія тепла

 

Заходи по зниженню втрат тепла та підвищенню ефективності :

1. Зменшення витрат енергії та тепла на власні потреби.
2. Використання сучасного обладнання з вищим ККД, котли.
3. Ізоляція мереж для зниження втрат тепла у довкілля;
4.  Міні-котельня у будинку.
5. Встановлення пластикових вікон, дверей;
6. Утеплення фасадів;

Економія води

1. Встановлення приладів обліку використання води;
2. Використання води лише коли дійсно необхідно;

Економія газу

1. Підбір оптимальної потужності котла та насосу .
2. належна ізоляція опалюваних приміщень,
3. ефективні радіатори;
4. використання на газових плитах посуду з широким пласким дном,
5.  підігрів лише необхідної кількості їжі та води;

Економія палива

1. Перехід на електромобілі.
2. Брикетне паливо.
3. Збільшення ККД двигуна внутрішнього згорання.
4. Газові установки на автомобілях

Енергозберігаючі технології

  Цікавість до інформації про енергозберігаючих технологіях і заходах наростає. Це не дивно, адже від їх впровадження і застосування залежить більш ефективне використання паливно-енергетичних ресурсів та суттєве зниження грошових витрат, збереження здоров’я, довкілля .

 

 

От , ми приїхали до м. „Теплота”

Конкурс. Чи знаєш формули? Пояснити кожну літеру.

Q=cm∆t;

Q=rm;

Q=m;

Q=qm.

Висновок.

 

 

 

 

 

Сьомий замок. Конкурс  «Відгадайок»

 

1.    Що  видно, якщо  нічого  не  видно?   (ТУМАН)
2. З  неба – зіркою,  на  долоню – водою.  (СНІЖИНКА)
3. Люди  чекають  на  мене,  кличуть,  а  прийду  до  них – геть  біжать. (ДОЩ)
4. Чого  в  гору  не  викотити,  в  ситі  не  віднести,  а  в  руках  не  втримати? (ВОДА)
5. Що  догори  коренем  росте? (БУРУЛЬКА)
6. Кінь  біжить,  а  щука  лежить. Що  це?  (РІЧКА  ПІД  ЛЬОДОМ)

 

 

   Подорожуючи по Країні Теплота ми побували у різних містах де зустрічалися з різними процесами: нагрівання, охолодження, випаровування, кипіння, конденсація, кристалізація, а також зустрічали різні види машин як вони працюють і з чого складаються.

 

 

 

 

Шановні учасники!

 Як сказав П’єр Лаплас: “Те, що ми знаємо, - обмежене, а те, чого не знаємо, - безмежне.” То ж пірнайте в цю безмежність і збагачуйтеся знаннями!

 

 Шановні члени журі!

Прошу вас оголосити результати нашого турніру.

(Слово журі.)