Урок на тему: «Теплові явища»

Малинецький НВК

Урок на тему:

«Теплові явища»

                                                                                                      вчитель фізики

                              Лупул Д.О.

Теплові явища

Тема. Види теплопередачі.

Мета: ознайомити учнів з трьома видами теплопередачі: теплопровідність,

            конвекція, випромінювання; навчитись пояснювати ці теплові процеси;

            розвивати науковий світогляд учнів на природні явища, пов’язані з різними

            видами теплообміну; виховувати бажання навчатись.

Основні поняття: теплопередача, теплопровідність, конвекція, випромінювання,

            теплова рівновага.

Обладнання: Мідна дротина, штатив, канцелярські кнопки, колба з розчином

            перманганату калію, спиртівка, сірники, теплоприймач, рідинний

            манометр, електрична плитка.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

План-схема уроку

Хід уроку

І. Розминка

Вправа «Явища природи»

Уявіть і пригадайте різні явища природи. Оберіть, яке явище відповідає вашому настрою і самопочуттю на початку (наприкінці) уроку. Символом позначте явище на полі зошита на початку уроку й наприкінці уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань                                    

Інтерактивна гра «Так -- Ні»        

Учитель читає твердження. Якщо учні згодні з ним, то в зошиті пишуть «Так», якщо не згодні – «Ні». Оцінюється робота за допомогою взаємоперевірки.

1. Чим вища температура тіла, тим менша внутрішня енергія. (Ні)

2. Існує два способи зміни внутрішньої енергії: робота і теплопередача. (Так)

3. Свердло під час роботи дрельки нагрівається в результаті виконання механічної

    роботи. (Так)

4. Коли накачати шину насосом, то його внутрішня енергія змінюється в

    результаті теплообміну. (Ні)

5. Якщо долоні потерти одна об одну, то їх внутрішня енергія збільшується

     внаслідок виконання роботи. (Так)

6. Теплообмін – це процес зміни внутрішньої енергії без виконання роботи. (Так)

7. Якщо роботу виконує саме тіло, то його внутрішня енергія зростає. (Ні)

8. Внутрішня енергія газів – найбільша, а твердих тіл – найменша. (Так)

9. Більш нагріте тіло забирає тепло у менш нагрітого тіла. (Ні)

10. Тіло може одночасно мати і внутрішню енергію, і механічну. (Так)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Створення проблемної ситуації.

Чому жителі пустелі влітку носять важкі халати? В якому взутті тепліше взимку: в тому, яке щільно прилягає до ноги, чи в просторому? (Вислухати відповіді учнів)

В кінці уроку ви зможете дати відповідь на ці та інші питання.

IV. Сприйняття і засвоєння нового матеріалу

В процесі теплообміну теплота може передаватись від більш нагрітого тіла до менш нагрітого. Існує три основних види теплообміну: теплопровідність, конвекція, випромінювання. Зараз ми по черзі розглянемо кожен з них.

1. Теплопровідність.

Демонстрація: мідну дротину закріпимо у штативі. Прикріпимо до неї воском

    кілька канцелярських кнопок. Коли нагрівати вільний кінець дротини, віск

    почне поступово плавитись, а кнопки відпадати по черзі. Спочатку відпадуть ті,

    які ближче до полум’я, а потім – решта.

(Учні висловлюють свої думки, учитель узагальнює)

Внаслідок нагрівання збільшується швидкість коливального руху молекул міді в тому місці дротини, який розміщений ближче до полум’я. Температура цього кінця підвищується. Внаслідок взаємодії збільшується швидкість руху сусідніх молекул, тобто підвищується температура наступної частини дротини. І т. д. Тобто передача енергії в результаті безпосередньої взаємодії частинок тіл здійснюється ніби ланцюжком. В результаті це призводить до вирівнювання температури всіх частин тіла. При цьому дуже важливо зазначити, сама речовина не переміщується від одного кінця до другого.

Теплопровідність – передавання теплоти від більш нагрітої частини тіла до менш нагрітої внаслідок теплового руху і взаємодії частинок.

Різні речовини мають різну теплопровідність.

Велику теплопровідність мають метали, особливо срібло і мідь.

У рідин, за винятком розплавлених металів, теплопровідність невелика.

У газів теплопровідність найменша, оскільки молекули розміщені далеко одна від одної, тому стикаються рідше, і енергія від одних молекул до інших передається повільніше.  Вовна, пух, хутро та інші пористі тіла мають погану теплопровідність, тому що між своїми волокнами містять повітря.

   Речовини з малою теплопровідністю використовуються там, де треба тіло

   вберегти від охолодження або нагрівання. Наприклад, цегляні стіни захищають

   повітря в кімнаті від охолодження, сніг оберігає озимину від вимерзання.

   Речовини з великою теплопровідністю використовуються, де потрібно швидко

   передати тепло від одного тіла до іншого. Наприклад, каструлі, сковорідки,

   батареї виготовляють з металів.

2. Конвекція

Рідини і гази, звичайно, нагрівають знизу. Чайник з водою ставлять на вогонь, батареї розміщують під вікнами біля підлоги. Чому?

Хоча їх теплопровідність мала, але у газах і рідинах також існує теплообмін. Це відбувається за рахунок переміщення холодного і теплого повітря, або холодної і теплої частин рідини.

Конвекція – це вид теплообміну, що здійснюється шляхом перенесення теплоти потоками рідини або газу.

Демонстрація: нагріваючи колбу з водою, на дні якої розміщений кристалик перманганату калію, помітні кольорові конвекційні потоки.

Конвекція відбувається тільки в рідинах і газах, оскільки в твердих тілах не можуть виникнути потоки речовини.

Конвекція

                                             Природна                 Штучна

Механізм конвекції: на будь-яке тіло, що міститься в рідині або газі, діють сили тяжіння та архімедова сила. При підвищенні температури об’єм рідини зростає, а густина зменшується. Під дією архімедової сили більш нагріта рідина піднімається вгору, а менш нагріта опускається вниз.

Якщо рідину нагрівати зверху, то нагріта рідина там і залишиться й конвекція не виникне. Конвекція відбувається в кімнатах, завдяки чому повітря в них нагрівається (батареї знизу). Кондиціонери розташовують нагорі, щоб відбувалася природна конвекція.

3. Випромінювання

Коли ми сидимо біля вогню, то відчуваємо як тепло передається від вогню до нашого тіла. Це не теплопровідність, оскільки між полум’ям і нашим тілом є повітря, а воно має малу теплопровідність. Це не конвекція, тому що конвекційні потоки завжди напрямлені вгору. Отже, існує ще один вид теплопередачі.

Випромінювання – це вид теплопередачі, при якому енергія передається за допомогою електромагнітних хвиль.

Демонстрація: теплоприймач закріпимо в штативі і сполучимо з рідинним

   манометром. До чорного боку теплоприймача піднесемо електричну плитку.

   Рівень рідини в манометрі знизиться. Це означає, що повітря нагрілось і

   розширилось. Повернемо теплоприймач полірованою поверхнею – у цьому

   випадку рівень рідини знизиться зовсім незначно, тобто повітря нагріється

   слабше.

Отже, темні тіла краще нагріваються випромінюванням, ніж блискучі. Це відбувається тому, що темні тіла добре поглинають електромагнітні хвилі, що надходять до них, а тіла із блискучою і світлою поверхнею більшу частину електромагнітних хвиль відбивають.

   Випромінювання відрізняється від інших видів теплообміну тим, що може відбуватися в повному вакуумі і між усіма тілами.

   Випромінюванням передається на Землю і сонячна енергія. Випромінюють енергію всі тіла при будь-якій температурі: піч, тіло людини, електрична лампочка. Чим вища температура тіла, тим більше енергії передає воно випромінюванням.

V. Осмислення об’єктивних зв’язків

Самостійна робота учнів з підручником (ст. 162).

Поянити, чому нам здається, що від льоду «дме холодом».

VI. Узагальнення знань

Колективне складання опорного конспекту.

Види теплообміну

Теплопровідність     Конвекція     Випромінювання

                        Перенесення              Перенесення              Перенесення

                        енергії                        енергії                         речовини

                        частинами тіла          струменями самої      за допомогою

                        без перенесення        речовини, що              електромагнітних

                        самої речовини         переміщаються           хвиль

Результат:

теплова рівновага

VII. Підсумки уроку

Вправа «Явища природи» (закінчення)

VIII. Домашнє завдання

1. Опрацювати §51 ст.160, § 52 ст.164 виконати вправу 30