Урок фізики в 8-му класі - види теплопередачі
Презентація до уроку
Тип уроку: комбінований урок.
I. Організаційний момент
II. Повідомлення теми і цілей уроку
На попередньому уроці ви дізналися, що внутрішню енергію можна змінити шляхом здійснення роботи або теплопередачей. Сьогодні на уроці ми розглянемо, як відбувається зміна внутрішньої енергії теплопередачей.
Спробуйте пояснити значення слова «теплопередача» (слово «теплопередача» має на увазі передачу теплової енергії). Існує три способи передачі теплоти, але називати їх я не буду, ви самі їх назвете, коли вирішите ребуси.
Відповіді: теплопровідність, конвекція, випромінювання.
Познайомимося з кожним видом теплопередачі окремо, і нехай девізом нашого уроку стануть слова М. Фарадея: «Спостерігати, вивчати, працювати».
III. Вивчення нового матеріалу
Дайте відповідь на питання: (слайд 3)
1. Що станеться, якщо в гарячий чай опустимо холодну ложку? (Через деякий час вона нагріється).
2. Чому холодна ложка нагрілася? (Чай віддав частину свого тепла ложці, а частина навколишньому повітрю).
Висновок: З прикладу ясно, що тепло може передаватися від тіла, більш нагрітого до тіла менш нагрітого (від гарячої води до холодної ложці). Але енергія передавалася і по самій ложці - від її нагрітого кінця до холодного.
3. В результаті чого відбувається перенесення тепла від нагрітого кінця ложки до холодного? (В результаті руху і взаємодії частинок)
Нагрівання ложки в гарячому чаї - приклад теплопровідності.
Теплопровідність - перенесення енергії від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих, в результаті теплового руху і взаємодії частинок.
Закріпимо кінець мідного дроту в лапці штатива. Воском до дроту прикріплені гвоздики. Будемо нагрівати вільний кінець дроту свічок або на полум'ї спиртівки.
1. Що спостерігаємо? (Гвоздики починають поступово один за іншим відпадати, спочатку ті, які ближче до полум'я).
2. Як відбувається передача тепла? (Від гарячого кінця дроту до холодного).
3. Як довго буде відбуватися передача тепла по дроті? (Поки дріт вся не нагріється, т. Е поки температура у всій дріт не вирівняється)
4. Що можна сказати про швидкість руху молекул на ділянці, розташованій ближче до полум'я? (Швидкість руху молекул збільшується)
5. Чому нагрівається наступну ділянку дроту? (В результаті взаємодії молекул швидкість руху молекул на наступній ділянці також збільшується і температура даної частини зростає)
6. Чи впливає відстань між молекулами на швидкість передачі тепла? (Чим менше відстань між молекулами, тим з більшою швидкістю йде перенесення тепла)
7. Згадайте розташування молекул в твердих тілах, рідинах і газах. У яких тілах процес перенесення енергії буде відбуватися швидше? (Швидше в металах, потім в рідинах і газах).
Подивіться демонстрацію експерименту і підготуйтеся відповісти на мої запитання.
1. За якою пластині теплота поширюється швидше, а з якоїсь повільніше?
2. Зробіть висновок про теплопровідності даних металів. (Краща теплопровідність у срібла і міді, дещо гірше у заліза)
Зверніть увагу, що при передачі тепла в даному випадку перенесення тіла не відбувається.
Поганою теплопровідністю мають шерсть, волосся, пір'я птахів, папір, пробка та інші пористі тіла. Це пов'язано з тим, що між волокнами цих речовин міститься повітря. Найнижчою теплопровідністю володіє вакуум (звільнене від повітря простір).
Запишемо основні особливості теплопровідності: (слайд 7)- в твердих тілах, рідинах і газах;
- сама речовина не переноситься;
- призводить до вирівнювання температури тіла;
- різні тіла - різна теплопровідність
Приклади теплопровідності. (Слайд 8)
1. Сніг - пористе, пухке речовина, в ньому міститься повітря. Тому сніг має погану теплопровідність і добре захищає землю, озимі посіви, плодові дерева від вимерзання.
2. Кохання прихватки зшиті з матеріалу, який має погану теплопровідність. Ручки чайників, каструль роблять з матеріалів які мають 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.
1) Загляньте під віконце -
Там розтягнута гармошка,
Але гармошці не грає -
Нам квартиру зігріває. (Батарея)
2) Наша товста Федора
наїдається не скоро.
А зате коли сита,
Від Федори - теплота. (Піч)
Батареї, печі, радіатори опалення використовуються людиною для обігріву житлових приміщень, а точніше нагрівання повітря в них. Відбувається це завдяки конвекції - наступного вигляду теплопередачі.
Конвекція - це перенесення енергії струменями рідини або газу. (Слайд 9)
Спробуємо пояснити, як відбувається конвекція в житлових приміщеннях.
Повітря, стикаючись з батареєю, від неї нагрівається, при цьому він розширюється, його щільність стає менше щільності холодного повітря. Тепле повітря, як більш легкий, піднімається вгору під дією сили Архімеда, а важкий холодне повітря опускається вниз.
Потім знову: більш холодне повітря доходить до батареї, нагрівається, розширюється, стає легше і під дією Архимедовой сили піднімається вгору і т.д.
Завдяки такому руху повітря в кімнаті прогрівається.
Паперова вертушка, вміщена над включеною лампою, починає обертатися. (Слайд 10)
Спробуйте пояснити, як це відбувається? (Холодне повітря при нагріванні у лампи стає теплим і піднімається вгору, при цьому вертушка обертається).
Точно також відбувається нагрівання рідини. Подивіться експеримент зі спостереження конвекційних потоків при нагріванні води (за допомогою марганцівки). (Слайд 11)
Зверніть увагу, що на відміну від теплопровідності, при конвекції відбувається перенесення речовини і в твердих тілах конвекція не відбувається.
Розрізняють два види конвекції: природну і вимушену.
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? (Відповідь: нікуди, так як нагріті шари і так вже нагорі, а холодні шари так і залишаться внизу)
Вимушена конвекція спостерігається, якщо рідина перемішувати ложкою, насосом або вентилятором.
- виникає в рідинах і газах, неможлива в твердих тілах і вакуумі;
- сама речовина переноситься;
- нагрівати речовини потрібно знизу.
Приклади конвекції: (слайд 13)
1) холодні і теплі морські та океанічні течії,
2) в атмосфері, вертикальні переміщення повітря призводять до утворення хмар;
3) охолодження або нагрівання рідин і газів в різних технічних пристроях, наприклад в холодильниках і ін. Забезпечується водяне охолодження двигунів
внутрішнього згоряння.
Всім відомо, що Сонце основне джерело тепла на Землі. Земля знаходиться від нього на відстані 150 млн. Км. Як передається тепло від Сонця на Землю?
Між Землею і Сонцем за межами нашої атмосфери весь простір - вакуум. А нам відомо, що в вакуумі теплопровідність і конвекція відбуватися не можуть.
Яким способом відбувається передача тепла? Тут здійснюється ще один вид теплопередачі - випромінювання.
Випромінювання - це теплообмін, при якому енергія переноситься електромагнітними променями.
Відрізняється від теплопровідності і конвекції тим, що теплота в цьому випадку може передаватися через вакуум.
Випромінюють енергію все тіла: тіло людини, піч, електрична лампа.
Чим вище температура тіла, тим сильніше його теплове випромінювання.
Тіла не тільки випромінюють енергію, а й поглинають її.
(Слайд 16) Причому темні поверхні краще поглинають і випромінюють енергію, ніж тіла, які мають світлу поверхню.
- 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.
Приклади використання випромінювання тел (слайд 18):
поверхні ракет, дирижаблів, повітряних куль, супутників, літаків, фарбують сріблястою фарбою, щоб вони не нагрівалися Сонцем. Якщо навпаки треба використовувати сонячну енергію, то частини приладів фарбують в темний колір.
Люди взимку носять темний одяг (чорного, синього, коричного кольору) в них тепліше, а влітку світлі (бежеві, білі кольори). Брудний сніг у сонячну погоду тане швидше, ніж чистий, тому що тіла з темною поверхнею краще поглинають сонячне випромінювання і швидше нагріваються.
IV. Закріплення отриманих знань на прикладах задач
Гра «Спробуй, поясни». (Слайди 19-25).
Перед вами ігрове поле з шістьма завданнями, ви можете вибрати будь-який. Після виконання всіх завдань вам відкриється мудрий вислів і той, хто його дуже часто вимовляє з екранів телевізорів.
1. В якому будинку тепліше взимку, якщо товщина стін однакова? Найтепліше в дерев'яному будинку, так як дерево містить 70% повітря, а цегла 20%. Повітря - поганий провідник тепла. Останнім часом в будівництві застосовують «пористі» цеглини для зменшення теплопровідності.
2. Яким способом відбувається передача енергії від джерела тепла до хлопчика? Хлопчику, що сидить біля печі, енергія в основному передається теплопровідністю.
3. Яким способом відбувається передача енергії від джерела тепла до хлопчика?
Хлопчику, який лежить на піску, енергія від сонця передається випромінюванням, а від піску теплопровідністю.
4. У якому з цих вагонів перевозять швидкопсувні продукти? Чому? Швидкопсувні продукти перевозять в вагонах, забарвлених в білий колір, так як такий вагон в меншій степу-ні нагрівається сонячними променями.
5. Чому водоплавні птахи та інші тварини не замерзають взимку?
Хутро, шерсть, пух володіють поганою теплопровідністю (наявність між волокнами повітря), що дозволяє тілу тварини зберігати яку вироблено організмом енергію і захищатися від охолодження.
6. Чому віконні рами роблять подвійними?
Між рамами міститься повітря, який має погану теплопровідність і захищає від втрат тепла.
«Світ цікавіше, ніж нам здається», Олександр Пишний, програма «Галілео».
- З якими видами теплопередачі ми познайомилися?
- Визначте, який з видів теплопередачі грає основну роль в наступних ситуаціях:
а) нагрівання води в чайнику (конвекція);
б) людина гріється біля багаття (випромінювання);
в) нагрівання поверхні столу від включеної настільної лампи (випромінювання);
г) нагрівання металевого циліндра, опущеного в окріп (теплопровідність).
Розгадати кросворд (слайд 26):
1. Величина, від якої залежить інтенсивність випромінювання.
2. Форма теплопередачі, який може здійснюватися в вакуумі.
3. Процес зміни внутрішньої енергії без здійснення роботи над тілом або самим тілом.
4. Основне джерело енергії на Землі.
5. Суміш газів. Має погану теплопровідність.
6. Процес перетворення одного виду енергії в інший.
7. Метал, що має найкращу теплопровідність.
8. Розріджений газ.
9. Величина, що володіє властивістю збереження.
10. Вид теплопередачі, який супроводжується перенесенням речовини.
Розгадавши кросворд, ви отримали ще одне слово, яке є синонімом до слова «теплопередача» - це слово ... ( «теплообмін»). «Теплопередача» і «теплообмін» - однакові за змістом слова. Використовуйте їх, замінюючи одне іншим.
VI. Домашнє завдання
§ 4, 5, 6, Упр. 1 (3), Упр. 2 (1), Упр. 3 (1) - письмово.
В кінці уроку пропонуємо учням обговорити урок: що сподобалося, що хотілося б змінити, оцінити свою участь в уроці.
Продзвенить зараз дзвінок,
Підійшов до кінця урок.
До побачення друзі,
Відпочивати прийшла пора.