Види теплопередачі. Розробка уроку.

Автор: учитель фізики та астрономії Кондратюк Сергій Володимирович

ФІзика. Розробка уроку містить конспект, учительську та учнівські презентації – проекти по темі “Види теплопередачі”.

---

 

Тема уроку. Види теплопередачі. (презентація1)

Мета уроку. Розглянути види теплопередачі, їх приклади прояву в природі і використання в побуті та техніці; розвивати особистісні якості учнів (самостійність, ініціативність, відповідальність) та види інтелектуальної діяльності школярів (аналіз, порівняння, синтез), уміння і навички працювати в групі, в колективі; виховувати в учнів потреби і вміння обговорювати свої проблеми з оточуючими.

Обладнання. Мультимедійний проектор, ноутбук, екран, штативи з лапками, манометри, теплоприймачі, спиртівки, електроплитка, алюмінієвий, мідний і стальний дроти з прикріпленими до них на парафіні цвяшками, колба з водою, марганцівка.

Хід уроку.

І. Організація класу.

Повідомлення теми та мети уроку. Клас поділений на три групи, назви яких відповідно: «Теплопровідність», «Конвекція», «Випромінювання». Кожному учню роздано таблицю, яку він заповнює по мірі вивчення матеріалу на уроці.

Вид теплопередачі	Що переносить енергію?	В якому середовищі відбувається?	Приклади в природі	Приклади в побуті та техніці
Відповіді  на запитання самостійної роботи (варіант ___)
1	2	3	4	5
Прізвище та ім’я  _______________________________Оцінка___

ІІ. Повторення раніше вивченого матеріалу.

• Що таке температура?

– це фізична величина, яка характеризує стан теплової рівноваги системи тіл і є мірою середньої кінетичної енергії хаотичного руху частинок, із яких складається тіло (система тіл).

• Як називається прилад для вимірювання температури?
• термометр
• В яких одиницях вимірюють температуру?

– В градусах Цельсія.

• Що таке внутрішня енергія тіла?

– Сума кінетичної енергії теплового руху частинок, із яких складається тіло, і потенціальної енергії їхньої взаємодії.

• В яких одиницях вимірюють внутрішню енергію?

– в Джоулях.

• Від чого залежить внутрішня енергія тіла?

– від температури тіла і від агрегатного стану речовини.

• Які є способи зміни внутрішньої енергії тіла?
• Виконання роботи над тілом, або самим тілом і теплопередача.
• Що таке теплопередача?
• Процес зміни внутрішньої енергії тіла або частин тіла без виконання роботи.
• Що таке кількість теплоти?
• це фізична величина, що показує яку енергію тіло одержує, або віддає під час теплопередачі.
• В яких одиницях вимірюють кількість теплоти?

– В Джоулях.

ІІІ. Постановка проблеми.

Одного разу художник намалював ілюстрацію до вірша М.Ю. Лермонтова «Парус» і приніс її редактору видавництва. Пам’ятайте рядки:

Біліє парус одинокий

У тумані моря голубому …

Редактор, колишній старий «морський вовк», подивився на малюнок. Потім посміхнувся і запитав: «ви бували коли-небудь на морі або хоча б на великому озері? Ви можете вказати, куди вітер несе ваш вітрильник?». Зажурився художник, задумався. Допоможіть йому відповісти на це питання.

Вчитель: У мене є до вас ще питання:

• Навіщо жінки носять вуаль?
• Чи можна за допомогою дзеркал запалити човен?

Спробуємо до кінця уроку дати відповідь на ці  та інші запитання, а допоможуть нам у цьому учні, які готували презентації і досліди по кожному з видів теплопередачі.

ІV. Перегляд PowerPoint-презентацій і проведення дослідів. (презентація2)

1. Теплопровідність – це процес передачі тепла від одних частин тіла до інших його частин, або від одних тіл до інших, який зумовлений хаотичним рухом частинок речовини і не супроводжується перенесенням цієї речовини.

Дослід. Закріпивши в лапці штатива мідний, алюмінієвий і стальний дроти з прикріпленими до них на парафіні цвяшками, нагріваємо вільні кінці цих дротів у полум’ї спиртівки. Через деякий час побачимо, що цвяшки по черзі падатимуть на стіл, причому із мідного дроту попадають найшвидше, а з стального – найпізніше.

Для пояснення цього явища скористаємося знаннями з атомно-молекулярної теорії. Коли кінець дроту поміщують у полум’я спиртівки, то спочатку розігрівається саме ця частина дроту й збільшується швидкість коливального руху тільки тих частинок металу, які перебувають власне в полум’ї. Ці частинки завдяки взаємодії із сусідніми частинками «розгойдують» і їх, тобто збільшують швидкість їхнього коливального руху. У результаті підвищується температура наступної частинки й т. д. Образно можна сказати, що вздовж дроту йде «хвиля» тепла, яке послідовно розігріває метал. Тепло від металу передається до парафіну, він розм’якшується, і завдяки цьому цвяшки один за одним відпадають від дроту. В ході цього процесу сама речовина (мідь, алюміній, сталь) не переміщуються від одного кінця дроту до іншого. В даному досліді мідь має найкращу теплопровідність, а сталь – найгіршу.

(презентація3)

2. Конвекція – це вид теплопередачі, здійснюваний шляхом перенесення теплоти потоками рідини або газу.

Дослід. Наповнимо круглодонну колбу на три чверті водою і закріпимо її в лапці штатива. На дно колби покладемо кілька крупинок марганцівки. Потім нагріваємо колбу знизу. Через деякий час зі дна колби почнуть підніматися забарвлені струминки води. Досягши верхніх шарів води, вони спускатимуться вздовж більш холодних стінок; далі процес повториться. У результаті відбудеться природне перемішування нагрітих і не нагрітих частин рідини.

Дослід. Запалимо спиртівку, розмістимо над полум’ям  вирізану з паперу «змійку». Повітря біля полум’я буде нагріватися і розширюватися. Густина розширеного повітря менша від густини холодного, тому шар теплого повітря піднімається вгору. Його місце одразу заступає сусідній шар холодного повітря, він нагрівається і в свою чергу починає рухатися вгору й т. д. Під дією струменів нагрітого повітря паперова «змійка» обертається.                         (презентація4)

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

Дослід. Закріпимо теплоприймач в муфті штатива та сполучимо з рідинним манометром. До чорного боку теплоприймача піднесемо електричну плитку. Рівень рідини в коліні манометра, сполученому з теплоприймачем, знизиться. Це означає, що повітря в коробочці нагрілося і розширилося. Повернемо теплоприймач до плитки полірованою поверхнею – у цьому випадку різниця рівнів рідини в колінах манометра буде набагато меншою, тобто повітря в теплоприймачі нагріється слабше. Отже, тіла з темною поверхнею краще поглинають теплове випромінювання, ніж тіла зі світлою або полірованою поверхнею.

На цьому закінчується заповнення першої частини таблиці.

V. Фізкульт-хвилинка. (презентація5)

Проводиться за допомогою мультимедійного проектора,ноутбука та екрану, використовуючи програму PowerPoint.

Чи правильно, що…

• Якщо погоджуємось із твердженням, то руки – вперед.
• Якщо твердження не вірне, то руки – вгору.

1. Безпечніше використовувати алюмінієві, кружки ніж порцелянові.
2. Для якнайшвидшого охолодження кави або чаю потрібно наливати холодне молоко в гарячий напій.
3. Термос можна тимчасово використовувати як холодильник.
4. Можна зберегти морозиво з допомогою вентилятора.
5. Влітку краще носити одяг темних тонів.
6. Взимку в холоднечу краще одягти три тонких светри, ніж один товстий.
7. Кватирки розташовують угорі кімнати.

Чи вірно вказано вид теплопередачі?

1. Газова плита з чайником -(конвекція).
2. Сонце – (теплопровідність) .
3. Праска – (випромінювання) .
4. Електрочайник – (теплопровідність) .
5. Світильник – (конвекція) .
6. Кішка гріється під Сонечком – ( Випромінювання ).
7. З труби іде дим – (Конвекція ).

8.Охолоджується рідкий метал – (Теплопровідність ).

9.Починає пекти в руку стержень, яким помішують вугілля в кострі – (Теплопровідність ).

VI. Самостійна робота.

Кожному учню роздається варіант самостійної роботи, виконуючи яку,він заповнює другу частину таблиці. Після чого учні здають таблиці на перевірку.

        Варіант I

1. Конвекцією називають вид теплопередачі, при якому енергія …

А. Передається від нагрітого тіла за допомогою променів.

Б. Від нагрітого кінця тіла передається до холодного, але сама речовина при цьому не переміщається.

В. Переноситься самими частинками речовини.

2. Який спосіб теплопередачі від багаття?

А. Випромінювання.

Б. Теплопровідність.

В. Конвекція.

3. Ложка, опущена в склянку з гарячою водою, нагрівається. Яким способом відбувається теплопередача?

А. Випромінювання.

Б. Теплопровідність.

В. Конвекція.

4. Яким способом відбувається теплопередача при нагріванні шин автомобіля під час гальмуванні?

А. Конвекцією.

Б. Теплопровідністю.

В. Випромінюванням.

Г. Роботою.

5. Яка з названих речовин має найбільшу теплопровідність?

А. Вовна.

Б. Залізо.

В. Папір.

Варіант 2

1. Вид теплопередачі, при якому енергія від нагрітого тіла передається до холодного з допомогою променів, називається …

А. Випромінюванням.

Б. Конвекцією.

В. Теплопровідністю.

2. Який спосіб теплопередачі водяного опалення?

А. Випромінювання.

Б. Теплопровідність.

В. Конвекція.

3. Завдяки якому способу теплопередачі Сонце нагріває Землю?

А. Теплопровідність.

Б. Конвекція.

В. Випромінювання.

4. Який спосіб передачі енергії від гарячої праски до тканини?

А. Робота.

Б. Теплопровідність.

В. Конвекція.

Г. Випромінювання.

5. Чи зміниться температура тіла, якщо воно поглинає енергії більше, ніж випромінює?

А. Тіло нагріється.

Б. Температура тіла не зміниться.

В. Тіло охолоджується.

 Варіант 3

1. Теплопровідністю називають вид теплопередачі, при якому енергія …

А. Переноситься самими частинками речовини.

Б. Передається від нагрітого кінця тіла  до холодного, але сама речовина  при цьому не переміщується.

В. Передається з допомогою  променів.

2. На чому ґрунтується відчуття тепла, якщо рука знаходиться над гарячою плитою?

А. Конвекції.

Б. Випромінюванні.

В. Теплопровідності.

3. Який спосіб теплопередачі енергії до стінок склянки, в яку налито гарячий чай?

А. Випромінювання.

Б. Теплопровідність.

В. Конвекція.

4. Яким чином здійснюється передача енергії людині, що біжить ?

А. Теплопровідністю.

Б. Конвекцією.

В. Роботою.

Г. Випромінюванням.

5. Яка з названих речовин має найменшу теплопровідність?

А. Срібло.

Б. Повітря.

В. Алюміній.

Варіант 4

1. Вид теплопередачі, при якому енергія переноситься самими частинками речовини, називається …

А. Конвекцією.

Б. Випромінюванням.

В. Теплопровідністю.

2. Який спосіб теплопередачі використовується при підсмажуванні яєчні?

А. Випромінювання.

Б. Теплопровідність.

В. Конвекція.

3. Який спосіб теплопередачі бере участь в нагріванні води сонячними променями у відкритих водоймах?

А. Теплопровідність.

Б. Конвекція.

В. Випромінювання.

4. Яким способом передається енергія у воді при нагріванні в чайнику?

А. Теплопередачею.

Б. Випромінюванням.

В. Роботою.

Г. Конвекцією.

5. Чи зміниться температура тіла, якщо воно випромінює енергії більше, ніж поглинає?

А. Тіло нагріється.

Б. Температура тіла не зміниться.

В. Тіло охолоне.

Варіант 5

1. Випромінюванням називають вид теплопередачі, при якому енергія …

А. Передається від нагрітого кінця тіла  до холодного, але сама речовина при цьому не переміщається.

Б. Переноситься самими частинками речовини.

В. Передається від нагрітого  тіла з допомогою променів.

2. Який спосіб теплопередачі здійснюється при зберіганні продуктів у льоху?

А. Конвекція.

Б. Випромінювання.

В. Теплопровідність.

3. Завдяки якому способу теплопередачі можна грітися біля каміна?

А. Конвекція.

Б. Випромінювання.

В. Теплопровідність.

4. Яким способом передається енергія по долонях людини при швидкому ковзанні вниз по жердині?

А. Випромінюванням.

Б. Теплопровідністю.

В. Роботою.

Г. Конвекцією.

5. Яка з названих речовин має найкращу теплопровідність?

А. Мідь.

Б. Дерево.

В. Шовк.

Варіант 6

1. Вид теплопередачі, при якому енергія передається від нагрітого кінця тіла до холодного, але сама речовина при цьому не переміщується, називають …

А. Випромінюванням.

Б. Теплопровідністю.

В. Конвекцією.

2. Завдяки якому способу теплопередачі нагрівається термометр, вивішений за вікно?

А. Теплопровідність.

Б. Конвекція.

В. Випромінювання.

3. Який спосіб теплопередачі допомагає птахам з великими крилами триматися на одній висоті, не розмахуючи ними?

А. Конвекція.

Б. Випромінювання.

В. Теплопровідність.

4. Як здійснюється передача енергії глиняному посуду, що знаходиться в печі?

А. Випромінюванням.

Б. Конвекцією.

В. Роботою.

Г. Теплопровідністю.

5. Чи зміниться температура тіла, якщо воно випромінює енергії стільки ж, скільки поглинає?

А. Тіло охолоне.

Б. Тіло нагріється.

В. Температура тіла не зміниться.

VIІ. Розгляд проблемних питань.

Куди на морі вітер несе  вітрильник?

• У день суходіл прогрівається швидше за воду, тому температура повітря над суходолом вища, ніж над поверхнею води. Повітря над суходолом розширюється, його густина зменшується, повітря підіймається. У результаті тиск над суходолом падає і холодне повітря з водойми починає низом переміщуватися до суходолу – виникає денний бриз. Уночі картина змінюється на протилежну: суходіл швидше холоне, вода має вищу температуру, і вітер біля поверхні землі дме з берега до моря. Цей вітер – нічний бриз.

Навіщо жінки носять вуаль?

–  Жінки стверджують, що вуаль гріє. Вони вважають, що без неї обличчя мерзне. Чи мають вони рацію?

При погляді на легку тканину вуалі, нерідко з досить великими вічками, не дуже віриш цьому твердженню. Але які б великі не були осередки у вуалі, повітря через таку тканину проходить все ж з деяким уповільненням. Той шар повітря, який безпосередньо прилягає до обличчя і, нагрівшись, служить теплою повітряною маскою. Утримується вуаллю і не так швидко здувається вітром, як при відсутності її. Тому нема підстави не вірити жінкам, що при невеликому морозі і слабкому вітрі особа під час ходьби мерзне у вуалі менше, ніж без неї.

Чи можна за допомогою дзеркал запалити  човен?

– Ще раз хочу звернути вашу увагу на тепловипромінювання. Нібито, використовуючи цей спосіб теплопередачі, відомий давньогрецький вчений Архімед врятував місто від ворога. Послухайте легенду про це.

«Легенда про Архімеда»  (продовження презентації5)

Під час нападу римлян на Сіракузи (це сталося близько 214 року до н е.) місто врятував Архімед. Він спалив римський флот сонячними променями, відбитими від полірованих щитів. Як розповідають, на березі вишикувалося багато солдатів, які одночасно направили «сонячні зайчики» від своїх щитів на кораблі. Так був знищений весь флот противника; про це свідчить легенда.

 Учитель: А чи міг Архімед знищити флот таким способом?

Розповідь 1:

У 1973 році один грецький інженер спробував повторити те, що зробив Архімед. За допомогою 70 дзеркал розмірами 1×1,5 м сонячні промені були направлені на шлюпку, яка стояла в 50 м від берега. Як тільки всі сонячні промені сфокусували точно на шлюпці, вона майже одразу спалахнула й незабаром була охоплена полум’ям. Мабуть, Архімед і справді міг спалити флот.

Розповідь 2:

Дозвольте нам додати. Група французьких студентів теж перевірила цю легенду на досліді. З сухого дерева була виготовлена мініатюрна копія старовинного корабля, просмолена і завантажена різаною шерстю. Тридцять студентів, взявши кишенькові дзеркала, з відстані 20 м навели «сонячні зайчики» на борт кораблика. Через 1,5 хв він вже палав, підпалений променями світла – своєрідною зброєю, винайденою Архімедом.

VIІІ. Домашнє завдання.

Вивчити §§5-7, вправи №№ 5-7(усно).

ІX. Підсумок уроку.

Сьогодні ми мали море інформації, розглянули види теплопередачі, їх приклади прояву в природі і використання в побуті та техніці. Як виплисти в цьому морі? Мабуть, необхідно навчитися думати, співставляти, робити висновки. І навіть найменша знахідка на цьому шляху дорожча від  чужої  премудрості. Тому необхідно навчитися спостерігати, аналізувати, логічно мислити. І тоді вся шкільна премудрість вже не навалиться на вас безладною лавиною, а легко «розкладатиметься  по поличках». Хочеться сподіватися, що сьогоднішній урок розбудить у вас спрагу нових пізнань.

Презентація до уроку

Завантажити презентацію на диск

Презентація до уроку

Завантажити презентацію на диск