Урок фізики, 8 клас. "Теплота згоряння палива. ККД нагрівника."

 

МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

 

Урок фізики у 8 класі

(Із використанням елементів тренінгових технологій)

 

 

Теплота згоряння палива. Коефіцієнт корисної дії нагрівника.

8 клас

Збиратися разом — це початок,    

Триматися разом — це процес, 

Працювати  разом — це успіх.  

Генрі Форд        

Мета. показати за рахунок чого виділяється енергія з палива; ознайомити учнів з основними видами  палива; показати практичне значення знань, отриманих на уроці. Закріпити поняття ККД і дати означення ККД нагрівника.

 

Структура

І. Організаційний момент – 3 хв.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів – 7 хв.

ІІІ. Мотивація навчання – 2 хв.

ІV. Вивчення нового матеріалу – 10 хв.

V. Закріплення вивченого – 20 хв.

VІ. Підсумок уроку – 3 хв.

VІІ. Домашнє завдання.

 

 

І. Організаційний момент.

1. Вправа «Бартер»

       Я на свої долоні (показую їх) кладу свою любов  до вас, розуміння, терпіння. Ви ж на свої долоні  покладіть свої знання, уважність. А тепер давайте з вами зробимо обмін: я легенько здуваю до вас те, що лежить на моїх долонях, а ви здуваєте те, що на  ваших  долонях. Ось ми з вами здійснили бартер, а  наскільки він успішний, побачимо в кінці уроку.

2. «Мозковий штурм»

На дошці вертикально написано слово «УРОК». Шляхом вільного висловлювання запишіть слова, які асоціюються з уроком, що починаються з літер «у», «р», «о», «к». Це можуть бути іменники, прикметники, дієслова.

 

У – (учіння, уміння, уважність, удосконалення …)

Р – (робота, розвиток, розуміння, розв’язання  …)

О – (осмислення, об’єднання, обґрунтування, організація …)

К – (кмітливість, конструктивність, колективність, крок …)

 

Протягом уроку учні самостійно заповнюють картку із балами, які отримують за правильні відповіді. В кінці уроку бали підсумовуються і кожен учень отримує оцінку за урок. (Додаток 1)

 

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1. Повторення фізичних величин та одиниць вимірювання за допомогою магнітної дошки.

На магнітній дошці вивішені картки із фізичними величинами. Учні по черзі називають їх назви та одиниці вимірювання в системі СІ:

 

 

 

 

 

 

2. Інтерактивна вправа «Мікрофон»

1. З якими тепловими процесами ми вже ознайомились? (нагрівання – охолодження; плавлення – кристалізація; випаровування – конденсація).
2. Що їх об’єднує?  (Всі ці процеси пов’язані із зміною температури).
3. Як математично можна описати ці процеси? (λm;
4. Без чого неможливий процес нагрівання, плавлення тощо. (Без використання палива).
5. Яка роль палива в теплових процесах? (паливо згоряє і виділяє енергію).

 

ІІІ. Мотивація навчання.

Учитель.

Дійсно, для того, щоб приготувати чай, каву, їжу, опалювати приміщення, їздити на автомобілях тощо, людина використовує різні види палива. Давайте сформулюємо питання, на які ми повинні будемо дати відповіді:

(учні формулюють питання, учитель корегує їх і записує на дошці)

• Які види палива бувають?
• Чим вони відрізняють між собою?
• Що таке нагрівник?

Можна залишити вільне місця і в кінці уроку повернутись до цих запитань.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

Учитель.

У житті ми часто маємо потребу збільшити температуру якогось тіла. Здавна людство для збільшення температури використовувало енергію, яка виділяється під час хімічної реакції горіння палива.

Питання до учнів:

•          Що ви знаєте з курсу хімії про реакцію горіння?

Після відповідей учнів узагальнюємо:

 Реакція горіння, - а зазвичай це є реакція взаємодії карбону або Гідрогену з Оксигеном – екзотермічна реакція, тобто реакція, яка відбувається з виділенням теплоти.

 

 

 

                                                                                                                                                         

С + О₂ = СО₂ +Q

 Для того, щоб вона розпочалася, для кожної групи речовин потрібна своя температура. Наприклад, дерево запалюється при температурі 610°С, папір - 400°С, а бензин уже при 200°С.

Робота з підручником стор. 73, 2-й абзац. Прочитати і дати відповідь на питання: «Що таке паливо? Які бувають види палива?»

Після цього на дошці  складають таблицю «Класифікація палива»:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Повідомлення учня

Як утворилися такі цінні для людини види палива, як вугілля, нафта, природний газ

Згоряючи, вугілля віддає енергію Сонця, що колись накопичилася в зеленій кроні дерев. Йшли роки, дерева падали, на їх місці виростали нові, які теж падали у свою чергу. Протягом мільйонів років такі шари, перемішуючись із землею, спресувалися, перетворюючись на кам’яне вугілля. Найтвердішим і найціннішим вважається антрацит. Нафта має тваринно-рослинне походження. Протягом мільйонів років останки тварин і рослин перемішувалися з осадочними породами на дні озер і морів, ущільнювалися, тиск розігрівав їх. І виходила рідка масляниста речовина, яку у стародавності збирали на поверхні із тріщин у нафтоносних шарах (у Давньому Єгипті її застосовували для бальзамування). Разом з нафтою утворюється і газ (найчастіше це метан).

Дослід. Дві склянки заповнюємо водою однакової маси. Під однією склянкою спалюємо таблетку сухого пального, а під іншою – шматочок деревини, який дорівнює сухому пальному за масою. Після повного згоряння палива вимірюємо температуру води в склянках. Вона виявляється різною.

Висновок: різні види палива однакової маси виділяють різну кількість теплоти при повному згорянні.

Усі види палива мають внутрішню енергію, що накопичується під впливом сонячного випромінювання. Необхідно знати точно, яку кількість теплоти може виділити спалюване паливо. Тому для енергетичної характеристики того чи іншого палива вводиться фізична величина, що називається питомою теплотою згоряння палива. Її числове значення показує, яка кількість теплоти утворюється під час повного згоряння 1 кг палива. (стор. 74). Для того, щоб обчислити кількість теплоти, що виділяється під час згоряння палива, можна скористатися формулою:

                  

 

 

 

 

 

Робота з підручником (стор. 230, таблиця 6)

 

Проблемна ситуація. Показати учням картинки і запропонувати пояснити, що відбувається?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновок: не всю енергію, що виділяється під час згоряння палива, ми можемо використати. Частина енергії виділяється довкіллю. Тому доцільно ввести поняття ККД нагрівальної установки або нагрівника. Нагрівником можуть бути печі, каміни, газові котли, пальники і спиртівки, паяльні лампи тощо.

Робота з підручником (стор. 76) - прочитати визначення ККД і записати його в зошити.

 Коефіцієнт корисної дії нагрівника – це фізична величина, яка характеризує ефективність нагрівника й дорівнює відношенню корисно зужитої теплоти до всієї, яка може бути виділена в процесі повного згоряння палива:

 

 

 

V. Закріплення вивченого.

1. Розв’язування задач. Інтерактивна вправа «Один, два, чотири»

Учні сідають за парти по одному. Учитель роздає кожному учневі картку із задачею. Кількість карток кратне чотирьом, але і кількість задач кратне чотирьом. Наприклад, учнів у класі – 16. Карток – 16, а задач – 4 типи .  Учні працюють 5 хв. над розв’язком задачі. Через 5 хв. учитель об’єднує учнів в пари і ті перевіряють розв’язки, виправляють помилки, доповнюють записи. Через 2 хв. учитель об’єднує учнів у групи по 4 учні – кожна група розв’язує одну задачу (№ 1, № 2, № 3, № 4). Потім презентує розв’язок на дошці.

 

Задача 1. Унаслідок спалювання 2т рідкого палива виділилося 88 ГДж теплоти. Що це за речовина?

 

Задача 2. Знайдіть масу бурого вугілля, потрібного для отримання 510 МДж енергії.

 

Задача 3. Яка енергія виділиться внаслідок повного згоряння 50 кг природного газу?

 

Задача 4. Скільки теплоти виділиться при повному згорянні 10 л бензину?

 

Перевірка розв’язків.

Задача 1.

Дано: 

m = 2 т = 2000 кг

Q = 88 ГДж = 88 000 000 000 Дж 

 

q - ?

 

Відповідь: природний газ.

 

 

 

Задача 2.

Дано: 

Q = 510 МДж = 510 000 000 Дж

q = 17 · 10⁶ Дж/кг 

 

m - ?

 

Відповідь: 30 кг.

 

Задача 3.

Дано:  

m = 50 кг

q = 44 · 10⁶ Дж/кг

 

Q - ? 

 

Відповідь. 2200 ∙ 10⁶ Дж.

 

Задача 4.

Дано:

V = 10 л = 0,01 м³

q = 4,6 · 10⁷ Дж/кг   

ρ = 710 кг/м³

 

Q - ?

 

 

Відповідь: 32,66 · 10⁷ Дж.

 

2. Метод «Прес»

Закінчіть думку:

Сьогодні мене вразило …

Сьогодні я дізнався (дізналась) …

Мені запам’яталося …

Мені було цікаво …

Я не вмів (не вміла), а тепер умію …

 

 

VІ. Підсумок уроку. Вправа «Ланцюжок»

Учні по черзі говорять про те, чого дізналися під час уроку

1. Давайте повернемось до завдань уроку і проаналізуємо, чи на всі запитання ми дали відповіді протягом нашої роботи: (учні відповідають)

• Які види палива бувають?
• Чим вони відрізняються між собою?
• Що таке нагрівник?

Доповнюємо:

• Що таке питома теплота плавлення?
• ККД нагрівника.
• Чому паливо є необхідною умовою існування для сучасної цивілізації?

2. Оцінювання учнів. Учні заповнюють картки оцінювання (Додаток 1).

 

VІІ. Домашнє завдання.

§ 15, «?» стор. 77 – усно, Впр. 15 Рівень А № 1,2, Рівень В № 3,4, Рівень С № 5. Всім - № 7. Записати опорний конспект (Додаток 2)

Розв’язати якісну задачу: Чому, якщо сильно дмухати на тліюче вугілля, воно розпалюється сильніше, а свічка при цій умові гаситься?

 

Додаток 1

 

Кратка оцінювання навчальних досягнень учнів за урок

 (заповнюється учнем)

Прізвище, ім’я учня Дата проведення уроку
Етапи уроку	Вид роботи	Максимальна к-ть балів	К-ть балів, отриманих учнем
Актуалізація знань	1. Повторення фізичних величин та одиниць вимірювання за допомогою магнітної дошки.   2. Інтерактивна вправа «Мікрофон»	2 бали              2 бали
Вивчення нового матеріалу	1. Повторення матеріалу з курсу хімії.   2. Робота з підручником: «Що таке паливо. Види палива». Складання таблиці. 3. Повідомлення учня.	1 бал       2 бали            1 бал
Закріплення вивченого матеріалу	1. Розв’язування задач. Інтерактивна вправа «Один, два, чотири»	4 бали
Підсумок уроку	Вправа «Ланцюжок»	1 бал
Загальна кількість балів за урок

 

 Додаток 2

Теплота згоряння палива. Коефіцієнт корисної дії нагрівника.

1. Реакція горіння, - а зазвичай це є реакція взаємодії карбону або Гідрогену з Оксигеном – екзотермічна реакція, тобто реакція, яка відбувається з виділенням теплоти.

 

 

 

                                                                                                                                                         

С + О₂ = СО₂ +Q

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Питома теплота згоряння палива (q) – це фізична величина, яка характеризує певне паливо і чисельно дорівнює кількості теплоти, що виділяється під час повного згоряння 1 кг цього палива.

 

Для того, щоб обчислити кількість теплоти, що виділяється під час згоряння палива, можна скористатися формулою:

                  

 

 

 

 

 

4. Коефіцієнт корисної дії нагрівника – це фізична величина, яка характеризує ефективність нагрівника й дорівнює відношенню корисно зужитої теплоти до всієї, яка може бути виділена в процесі повного згоряння палива:

 

 

 

 

 

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Навчальна програма для учнів 5-9 класів загальноосвітніх навчальних закладів, затвердженою наказом МОНмолодьспорту України від 06.06.2012р. № 664 зі змінами, затвердженими наказом Міністерства освіти і науки України ві 29.05.2015 р. № 585.

2. Фізика. Астрономія. Програми для загальноосвітніх навчальних закладів. 7 – 12 класи. К.: „Ірпінь”, 2005.

3. Уроки фізики у 7-8 класах. В.Ф. Савченко, Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко. К.: „Ірпінь”, 2002.

4. Уроки фізики у 8 класі. В.Т. Гороновська, Г.В. Самсонова. К.: „Радянська школа”, 1989.

5. Фізика: підруч. для 8 кл. загальноосвіт. навч. закл. / [В.Г. Бар’яхтар, Ф.Я. Божинова, С.О. Довгий, О.О. Кірюхіна]; за ред.. В.Г. Бар’яхтара, С.О. Довгого. – Х.: Вид-во «Ранок», 2016. – 240 с.