Урок "Види теплообміну"

Тема: Види теплопередачі.

Мета: ознайомити учнів з видами теплопередачі: теплопровідністю, конвекцією, випромінюванням; навчити пояснювати теплові явища на основі МКТ та використовувати набуті знання для розв’язування практичних задач; формувати вміння спостерігати, проводити нескладні експерименти, робити висновки та аналізувати результати цих експериментів, уміння аналізувати й синтезувати навчальну інформацію; забезпечити розвиток творчих здібностей – будувати ланцюжок логічних міркувань, висловлювати власні судження, висувати альтернативні ідеї й захищати їх; розвивати логічне мислення; виховувати самостійність й наполегливість у навчанні.

Обладнання: стержні з різних металів із канцелярськими кнопками, прикріплені парафіном, термометр, склянки з водою, свічки, пробірка, кубики льоду, вертушка.

Методи, прийоми, види, форми роботи: проблемна бесіда, розповідь, демонстрація ілюстрацій, практичні вправи, демонстрація дослідів; інтерактивні методи «Незакінчене речення», «Творчий пошук», «Навчаючи – вчусь»; гра «Спробуй, поясни»; індивідуальна, фронтальна, ігрова (форми роботи).

Епіграф. «Спостерігати, думати, вивчати, працювати.» (М. Фарадей)

Хід уроку

І. Організаційний етап

II. Мотиваційний етап

2.1. З’ясування емоційної готовності до уроку

- Я, рада бачити вас на уроці. Сподіваюсь, що ви будете активні, уважні, а час пролетить непомітно й буде для вас корисним і приємним.

2.2.  Актуалізація суб’єктивного досвіду та опорних знань.

 Бесіда за запитаннями

1. Яку енергію називають внутрішньою?
2. Чому частинки речовини мають потенціальну енергію?
3. Чому частинки речовини мають кінетичну енергію?

      Метод «Незакінчене речення»

Внутрішня енергія залежить від…

Внутрішню енергію тіла можна …

     III.Цілевизначення і планування

3.1.Повідомлення теми уроку

3.2.Вибір цілей уроку

3.3.Колективне планування роботи на уроці (погодження цілей уроку з усіма учнями)

3.4.  Проблемна ситуація.

Дослід 1. Над полум’ям свічки нагрівають металеву й скляну пластинки.

       - Як передається тепло при такому контакті?

Дослід 2. Учень тримає руку на деякій відстані від палючої свічки.

       - Як передається тепло на такій відстані?

Оголошення теми, мети, завдань  уроку.

ІV. Опрацювання нового навчального матеріалу

 Проблемна бесіда. А зараз познайомитися з кожним видом теплопередачі окремо.

Теплопровідність.

Дослід 3 . Над полум’ям свічки нагріваємо залізний і мідний стержень із прикріпленими до них за допомогою парафіну канцелярськими кнопками.

       - Що спостерігаємо?

       - Як відбувається передача енергії по металевій пластині?

       - Що можна сказати про швидкість руху молекул на ділянці, розташованій ближче до полум’я?

       - Чому нагрівається наступна ділянка пластинки?

       -  В результаті того відбувається перенесення тепла від нагрітого кінця пластини до холодного?

      - Як відбувається передача тепла?

      - Як довго буде відбуватися передача тепла по пластині?

      - Чи відбувається переміщення самої речовини, наприклад, міді в ході досліду?

           Отже, ми спостерігали, як тепло передається від більш нагрітих ділянок до менш нагрітих. Такий вид теплопередачі називають теплопровідністю.

      - Спробуйте сформулювати означення теплопровідності.

Теплопровідність – вид теплопередачі, при якому енергія переноситься від це процес передачі тепла від більш нагрітих ділянок до менш нагрітих в результаті теплового руху та взаємодії в результаті теплового руху та взаємодії частинок.

Одні речовини проводять тепло краще, ніж інші.

- По якій пластині тепло поширюється швидше?

- Чому метал на дотик здається холоднішим, ніж деревина?

- Звичайно найкращими провідниками тепла є метал. Найкраща теплопровідність у срібла й міді, дещо гірше у заліза. Дерево, скло проводять тепло значно гірше.

- Чи впливає відстань між молекулами на швидкість передачі тепла?

- Як ви гадаєте рідини добре проводять тепло?

Дослід 4. Спостереження кипіння води у верхніх шарах.

           У склянку з водою кидають кубики льоду. Кип’ятильником нагрівають лише верхній шар води. Учні спостерігають кипіння води у верхніх шарах, проте внизу вона залишається холодною – лід не тане. Запропонувати учням доторкнутися до дна, щоб переконатися, що внизу вода залишається холодною.

Висновок. Рідини (за винятком розплавлених металів) мають невелику теплопровідність

        - Чому теплопровідність рідин невелика?

Розповідь вчителя. Поганою теплопровідністю володіють шерсть, волосся, пір’я птахів, папір, пробка й інші пористі тіла. Це пов’язано з тим, що між волокнами цих речовин міститься повітря, а воно найгірше проводить тепло, а отже буде це тепло зберігати. Найкращим тепло ізолятором по праву вважається вакуум.

Особливості теплопровідності:

В твердих тілах, рідинах і газах; сама речовина не переноситься; проводить до вирівнювання температури тіла; різні тіла – різна теплопровідність.

2. Конвекція

          Ми бачили, що теплопровідність рідин невелика. Однак на практиці вода в чайниках, каструлях досить швидко закипає.

         - Як нагрівають рідин?

Дослід 5. Спостереження конвекційних потоків рідин.

         В дві пробірки наливають підфарбовану воду (в одну – холодну, а в другу гарячу). Потім пробірки занурюють одночасно в скляні посудини, які наповнені водою. Учні спостерігають конвекцію рідини в другій посудині.

         - Поясніть спостережуване явище.

         - Чи відбувається перенесення самої речовини при такому способі теплопередачі?

Такий вид теплопередачі називають конвекцією.

Конвекція – це вид теплопередачі, при якому енергія переноситься потоками рідини або газу.

         - Як відбувається конвекція в житлових приміщеннях?

         - Чи може відбуватися конвекція у твердих тілах?

Розрізняють два види конвекції: природну й вимушену.

         - Що ви робите, щоб чай швидше охолов?

Нагрівання рідини в каструлі або повітря в кімнаті – це приклади природної конвекції. Для її виникнення речовини потрібно нагрівати знизу або охолоджувати зверху.

        - Чому саме так? Якщо нагрівати будемо зверху, то куди будуть переміщатися нагріті шари води, а куди холодні?

Особливості конвекції: виникає в рідинах і газах, неможлива в твердих тілах і вакуумі, сама речовина переноситься; нагрівати речовини потрібно знизу.

3. Випромінювання

Дослід 6. Термометр і свічка.

       - Як передається тепло від свічки до термометра?

Називають цей вид теплопередачі випромінюванням.

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

       - Чому Сонце не може передавати енергію Землі шляхом конвекції й теплопровідності?

Розповідь вчителя. Випромінюють енергію всі тіла при будь – якій температурі: тіло людини, піч, електрична лампа.

Більш нагріті тіла випромінюють тепло інтенсивніше, ніж менш нагріті. Тіла не тільки випромінюють енергію, але й поглинають її.

        - У якій футболці менш спекотно влітку – у білій чи чорній? Чому?

       Особливості випромінювання відбувається в будь – якій речовині; чим вище температура тіла, тим інтенсивніше випромінювання; відбувається у вакуумі, темні тіла краще поглинають випромінювання, ніж світлі і краще випромінюють.

       Багато проявів різних видів теплопередачі можна спостерігати в природі й житті людини, в техніці.

       Робота в парах. Метод «Навчаючи – вчусь».

         Учні ознайомлюються з інформацією на картках. Потім розповідають однокласникам.

Приклади теплопровідності

1) Сніг – пористе, пухке речовина, в ньому міститься повітря. Тому сніг володіє поганою теплопровідністю й добре захищає землю, озимі посіви, плодові дерева від вимерзання.

2) Кухонні прихватки зшиті з матеріалу, який володіє поганою теплопровідністю. Ручки чайників, каструль роблять з матеріалів володіють поганою теплопровідністю. Все це захищає руки від опіків, при дотику до гарячих предметів.

3) Речовини з хорошою теплопровідністю (метали) використовують для швидкого нагрівання тіл або деталей.

4) У водогінних трубах, які прокладено глибоко під землею вода не замерзає й у сильні морози.

Приклади конвекції

1) Сніг – пористе, пухке речовина, в ньому міститься повітря. Тому сніг володіє поганою теплопровідністю й добре захищає землю, озимі посіви, плодові дерева від вимерзання.

2) Кухонні прихватки зшиті з матеріалу, який володіє поганою теплопровідністю.

Ручки чайників, каструль роблять з матеріалів володіють поганою теплопровідністю. Все це захищає руки від опіків, при дотику до гарячих предметів.

3) Речовини з хорошою теплопровідністю (метали) використовують для швидкого нагрівання тіл або деталей.

4) У водогінних трубах, які прокладено глибоко під землею вода не замерзає й у сильні морози.

Приклади конвекції

1) Через нерівномірне нагрівання води виникають течії у водах річок, морів, океанів.

2) В атмосфері, вертикальні переміщення повітря призводять до утворення хмар.

3) Утворення денного й нічного морського бризу. Бриз – це вітер, що виникає поблизу берега моря чи великого озера.

4) Охолодження або нагрівання рідин і газів в різних технічних пристроях, наприклад, у холодильниках та ін..

Приклади використання випромінювання тіл

1) Поверхні ракет, дирижаблів, повітряних куль, супутників, літаків, фарбують сріблястою фарбою, щоб вини не нагрівалися Сонцем. Якщо навпаки треба використовувати сонячну енергію, то частини прикладів фарбують у темний колір.

2) Люди взимку носять темні одягу (чорного, синього, коричневого кольору) в них тепліше, а влітку світлі (бежеві, білі кольори).

3) Брудний сніг у сонячну погоду тане швидше, ніж чистий, тому що тіла з темною поверхнею краще поглинають сонячне випромінювання і швидше нагріваються.

2. Гра «Спробуй, поясни»

      Перед вами ігрове поле з шістьма завданнями, ви можете вибрати будь – яке. Після виконання всіх завдань вам відкриється мудрий вислів.

1. В якому будинку тепліше взимку, якщо товщина стін однакова?

2. Чому з точки зору фізики вираз «шуба гріє» є неправильним?

3. Яким способом відбувається передача енергії від джерела тепла до хлопчика?

4. У якому з цих вагонів перевозять швидкопсувні продукти? Чому?

5. Чому водоплавні птахи та інші тварини не замерзають взимку?

6. Чому віконні рами роблять подвійними?

«Світ цікавіший, ніж нам здається» О. Пишний.

      Метод «Творчий пошук»

Завдання: Подумайте і запропонуйте способи, за допомогою яких зберегти тепло в своєму домі?

V. Рефлексивно – оцінювальний етап

5.1. Рефлексія

      - Чи справдились ваші очікування?

5.2. Оголошення й мотивація оцінок

      - Сподіваюсь, вам сподобався сьогоднішній урок, а знання, отримані на уроці, знайдуть своє продовження у вашому житті.

      - Чи досягли ви очікуваних результатів?

      - Що ви розкажете батькам про сьогоднішній урок фізики?

  5.3.  Самооцінка учнів

Урок приніс інтелектуальне задоволення.

                                     Все зрозумів, зрозуміла.

                                    «Плаваю» на поверхні.

        Мудрець сказав: «Дві людини, які обмінялися золотими монетами, не стали багатшими. Але, якщо вони обмінялися думками, то кожний з них стає вдвоє багатшим. Ця істина проста але зміст її глибокий. І ви, діти, я впевнена, обмінюючись сьогодні думками, ідеями, знаннями стали багатшими інтелектуально.»Пам’ятайте, що свої знання й те, що ви вмієте робити, завжди треба вдосконалювати і тому домашнім завданням буде….

5.4. Домашнє завдання

Опрацювати відповідний параграф; підготувати дослід по видам теплопередачі;