Урок–подорож «ПО КРАЇНІ КАЛОРІЯ ЗА 45 ХВИЛИН»

Урок–подорож

«ПО КРАЇНІ КАЛОРІЯ ЗА 45 ХВИЛИН»

Мета:

формування предметної компетентності: поглибити і систематизувати знання здобувачів освіти за темою «Теплові явища»;

формування ключових компетентностей: 

«Вміння вчитися»: розвивати вміння спостерігати, глибоко аналізувати та пояснювати явища; формувати інтерес до знань;

загальнокультурної: показати гармонійну взаємодію людини і природи, виробляти уміння екологічно взаємодіяти з довкіллям;

інформаційної: оволодівання методами аналізу і синтезу, абстрагування й узагальнення інформації з різноманітних джерел, умінням встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, робити обґрунтовані висновки.

Тип уроку. Урок узагальнення та систематизації знань.

Обладнання. Карта країни, ілюстрації фізичних приладів (чайник, термос, праска, радіатор), прилади для демонстрації дослідів.

Очікувальні результати: здобувачі освіти знають фізичні властивості твердих тіл, рідин і газів; пояснюють теплові процеси, які зустрічаються в природі та побуті; формулюють визначення фізичних величини, що характеризують теплові процеси та їхні одиниці; усвідомлюють необхідність використання енергозбережувальних технологій.

Передбачувані труднощі: застосування набутих знань в процесі розв’язування задач.

Перебіг уроку

Учитель. Думаю, що кожен нас або читав пригодницький роман Жуля Верна «Навколо світу за вісімдесят днів», або  переглядав, знятий за даним романом кінофільм чи мультсеріал. Ексцентричний англієць Філеас Фогг закладається, що зможе об'їхати земну кулю не більше ніж за 80 днів. Разом зі слугою Жаном Паспарту Фогг вирушає в подорож, використовуючи найрізноманітніші види транспорту. Під час подорожі головних героїв чекає безліч різноманітних пригод. Сьогодні я пропоную вам теж «закластися», що ви вивчили тему «Теплові явища» на 12 балів та здійснити подорож по країні Калорія за 45 хвилин. Нас чекають різноманітні завдання. Правильні відповіді ви будете помічати балами у «Щоденнику подорожі». Ось карта та маршрут, по якому ми сьогодні будемо подорожувати. (Закріплюється на дошці карта країни).

Учитель. Погляньте зі супутника на зовнішній вигляд країни. Що вона нагадує? (Символ Q – позначення кількості теплоти). А що означає її назва КАЛОРІЯ? (Це позасистемна одиниця вимірювання кількості теплоти. 1 кал ≈ 4,2 Дж)

Перше місто Загадкове. Особливістю цього міста є великий збірник загадок. Мешканці пропонують вам відгадати деякі з них та пояснити фізичний зміст явища:

• Вранці намисто заблистіло,

На траві замиготіло.

Ми пішли шукати вдень ‒

До вечора не знайдем. (Роса)

• Сам холодний, а землю гріє. (Сніг)
• Взимку у саду на вітах

заіскрились білі квіти.

Хто ж цей диво-садівник,

що зробив такий квітник? (Іній)

• Росте вона холодною зимою,

Росте вона додолу головою,

А тільки сонечко засяє –

Вона заплаче й помирає. (Бурулька)

• Пливуть, пливуть – не по воді

Без весел управляють,

А як де жарко – там тоді

Тягар свій розливають.  (Хмари)

• Він у морі спочивав,

у хмаринці мандрував

і галявину з травою

вимив чистою водою. (Дощ)

• Молоко по місту пливло.

Нічого не видно було.

Сонце встало —

Молоко пропало. (Туман)

• Зимою часто кам’яніє, і від вогню зникає димом. (Вода)
• Як розіллєш – вонюче,

А запалиш – горюче. (Гас, бензин)

Місто Теоретичне. Ті хто сюди прибувають, повинні показати свою солідарність з його жителями – знання формул, які описують теплові явища та процеси.

Місто Практичне. У цьому місті нас у гості запросили подружки Катя і Таня, учениці 8 класу.

Катя щоденно, повернувшись зі школи, заварює собі чашку чаю. Для цього вона наливає у великий чайник з нержавіючої сталі 3 літри води і ставить його на газову плиту. Таня також щоденно заварює чай, але наливає 0,5 літри води у малий чайник з нержавіючої сталі. Визначте, скільки коштуватиме природний газ, використаний ученицями на заварювання чаю протягом місяця (30 днів), якщо: маса великого чайника 1кг, маса малого чайника 0,5 кг, питома теплоємність нержавіючої сталі 502 Дж/ кг·ºС, питома теплоємність води 4200 Дж/кг·ºС, вода, початкова температура якої 20ºС, нагрівається до кипіння, питома теплота згоряння природного газу 44 МДж/кг, ККД газового пальника 50%, густина природного газу 0,8 кг/м³, ціна природного газу за діючим тарифом становить 6,9579 грн за 1 м³? Хто з подружок зекономить сімейний бюджет і на скільки?

Дано:

N= 30

6,9579 грн за 1 м³

Місто Спостережливе. Прикрасою цього міста є архів цікавих фактів, які потрібно пояснити з фізичної точки зору.

1. У Саксонії 4 грудня 1892 року випав сніг. Сніжинки у діаметрі сягали 12 см. Поясніть це незвичайне явище. (У верхніх шарах атмосфери температура повітря завжди нижча, ніж біля земної поверхні. У цих шарах утворюються невеликі кристалики льоду ‒ алмазний пил. Падаючи, вони потрапляють у шари повітря, температура яких постійно збільшується, і пара, що міститься у цих шарах, торкається до холодної сніжинки і конденсується на ній, збільшуючи її розміри.

Якщо температура повітря близька до 0°С, то поверхні сніжинок оплавляються і, злипаючись між собою, утворюють сніжинки великих розмірів).

2. Щороку на землю випадає град великих розмірів. Як він утворюється? (На висотах, де температура від’ємна, у хмарі міститься велика кількість кристаликів льоду і краплин переохолодженої води. При зіткненні водяна краплі в потоці повітря з кристаликом льоду, краплина миттєво замерзає, утворюючи градину, яка росте доти, доки висхідний повітряний потік може утримати всю масу таких градин).

3. Пояснити, де швидше сходить сніг: із пагорбів чи рівнин? Чому? (Із пагорбів, бо вони краще обдуваються теплим повітрям, ніж рівна місцевість).

4. Чому навколо стовбурів дерев сніг тане швидше? (Стовбур дерева темний, він нагрівається швидше і випромінює багато тепла).

Місто Кмітливе. Мешканці цього міста мають незвичайний рукопис «Записки Фогга». Давайте і ми перегорнемо сторінки цього рукопису:

1. Була зима. Нас запросила зігрітися чашечкою чаю одна із родин міста. Ми з Паспарту зайшли у кімнату з вулиці. Крізь замерзлі вікна був видимий лише край доріжки. Господиня будинку лінива, ‒ подумав я.

Чому він дійшов такого висновку? (Вікна господині замерзли. Отже, в простір між рамами проникло з кімнати тепле і вологе повітря. Під час дотику до холодного скла водяна пара конденсувалася, охолола і замерзла. Отже, вікна погано утеплені.

2. Ми з Паспарту та господарями зручно розмістилися біля каміну. Зав’язалася приємна бесіда. «Шановна господине, у вас на кухні кипить чайник», ‒ попередив її я.

Як він дійшов цього висновку, якщо кухні він не бачив? (Коли кипить чайник, то кришка підстрибує, оскільки у чайнику утворюється пара, тиск збільшується, піднімаючи кришку; при цьому частина пари виходить, тиск зменшується, кришка опускається, утворюючи при цьому звук).

3. До чашечки чаю господиня запропонувала нам млинці. «Млинці добрі тоді, коли вони гарячі. Щоб довше зберегти їх гарячими, я ставлю їх на плетений з дроту підніс». «Краще їх поставити на дерев’яну підставку», ‒ порадив Паспарту.

Завдяки чому він дійшов такого висновку? (Теплопровідність дерева менша, ніж металу, тому на дерев’яному підносі тарілка остигає повільніше).

4.     Господиня відчинила двері і впустила кішку. Подивившись на неї, я зауважив: «Погода на вулиці холодна».

Як він це визначив? (Очевидно, по шерсті кішки. Під час холодної погоди шерсть стає пухнастою, щоб між ворсинками було більше повітря ‒ поганого провідника тепла).

Місто Приладоград. Пам’яткою цього міста є музей приладів. Потрібно пояснити, з точки зору фізики теплових явищ, назву і роботу експонатів, які є в музеї.

(Чайник, термос, радіатор, каструля, двигун внутрішнього згорання)

Місто Літературне. Мешканці цього міста справжні віршомани, вони пропонують вам прокоментувати поетичні рядки з точки зору фізики.

Марія Познанська «Липень»

Це жито липневе у полі

Дало соломи на бриля.

Прив’яло листя на тополі,

Від спеки аж пашить земля.

Чому «прив’яло листя» і «пашить земля»? (Улітку за надто високої температури відбувається інтенсивне випаровування).

Українська народна пісня «Туман яром, туман долиною»

Туман яром, туман долиною,

За туманом нічого не видно,

Тільки видно дуба зеленого...

Чому «туман яром, туман долиною»? (У низьких місцях застоюється холодне повітря).

Микола Вороний «Сніжиночки»

Білесенькі сніжиночки,

Вродились ми з води.

Легенькі, як пушиночки,

Спустились ми сюди.

Ми хмарою носилися,

Від подиху зими,

І весело крутилися

Метелицею ми.

Про який процес ідеться в уривку вірша? (Кристалізація — перехід речовини з рідкого стану у твердий).

Анатолій Костецький «В грудні»:

Раптовий сніг упав на землю,

Завис нечутно на гілках.

І забіліла сосен зелень

У неполоханих гайках.

...А змерзлі клени та берези

Ховають ноги в теплий сніг.

І запихають обережно

Аж до далекої весни.

Чому «клени та берези ховають ноги в теплий сніг»? (Сніг захищає коріння дерев від замерзання внаслідок поганої теплопровідності, оскільки між сніжинками є нерухоме повітря).

Леся Українка «Дим»

«І думають: «оце ж воно й вечеря...»
І мріялись мені росисті луки
Волинські: здалека чорніє ліс
Зубчастим муром, а туман на нього
Безгучним, тихим морем напливає,—
Хто в лісі, хто у полі, стережися!»

Як утворюється вечірній туман? (Після заходу Сонця нагріта за день земля остигає швидше ніж повітря. Приповерхневі шари повітря починають віддавати своє тепло землі. При цьому вони охолоджуються і водяна пара, що міститься в них конденсується; утворюється туман).

Місто Експериментальне. Пам’яткою цього міста є наукова лабораторія. Нам потрібно продемонструвати досліди і пояснити їх:

1. На чашках терезів зрівноважити склянку з холодною водою і таку ж склянку із гарячою водою. Що ви побачите через деякий час і чому? (Рівновага терезів порушиться внаслідок інтенсивного випаровування зі склянки з гарячою водою.)

2. Довести воду до кипіння у пробірці з льодом так, щоб лід не розтанув. Як це зробити і чому це можливо? (Це можливо, якщо пробірку з льодом нагрівати у верхній її частині. При такому способі нагрівання не відбувається конвекція , адже теплі шари води не можуть опуститися нижче від холодних, важчих шарів.)

3. Грубий залізний цвях щільно обмотати смужкою паперу і внести його в полум’я спиртівки. Папір не горить. Чому? Поясніть. (Залізо, маючи добру теплопровідність, відводить тепло від паперу, тому він не горить.)

Підсумок уроку. Ось і завершилась наша подорож країною Калорія ‒ країною, яка існувала тільки тут, у класі, цілих 45 хвилин.

А тепер підіб’ємо підсумки, проаналізуємо «Щоденники подорожі». За кількістю набраних балів виставляються оцінки в журнал.

Учитель. Наша подорож засвідчила, що, вирушаючи у подорож країною Калорія, ви непогано озброїлись знаннями про теплові явища, які ми вивчали на уроках. Ви виявили уміння спостерігати, працювати в колективі. Це добре. Нових щасливих вам подорожей!