Почему у тел разная теплопроводность

Кейс «Почему у тел разная теплопроводность»

Составитель: Д.В.Спицын, учитель математики МОУ «ООШ с.Осиновка Романовского района Саратовской области»

Общая характеристика кейса.

Предмет: Физика

Класс: 8

Цель кейса: Кейс построен на основе материала, предложенного для изучения предмета физика в 8 классе при изучении темы «Теплопроводность».

Действия учащихся: данный кейс может быть использован для проверки знаний учащихся по теме «Теплопроводность».

Кейс ориентирован на преодоление дефицитов, таких как:

·         умение применять текстовую информацию для решения заданий;

·         умение решать задачи с привлечением дополнительной информации, личного опыта;

·         умение работать с таблицами (анализировать, делать выводы);

·          применять полученную информацию для решения жизненных ситуаций.

Использованные источники:

·         Физика 8 кл. Под ред. Перышкина.- М.: Просвещение 2016

·         https://fipi.ru/otkrytyy-bank-zadaniy-dlya-otsenki-yestestvennonauchnoy-gramotnosti

Текст кейса

Известно, что тела бывают в трёх агрегатных состояниях, отличающихся расстоянием между частицами в веществе. В твёрдых телах оно наименьшее, а в газах – наибольшее. Чтобы тело нагрелось, нужно, чтобы механическая энергия движения молекул перешла в тепловую: чем быстрее двигаются молекулы, тем выше температура вещества. Поскольку в газах частицы дальше, то и нагреваться газы будут медленнее, а твёрдые тела – быстрее. Скорость нагревания вещества равна скорости потери им тепла. Многие твёрдые тела быстро принимают и так же быстро отдают тепло – у них хорошая теплопроводность. Газы же нагреваются и остывают медленно, поэтому говорят, что они обладают плохой теплопроводностью.

Это свойство газов активно используется в быту: например, при изготовлении прихваток между слоями оставляют воздух, чтобы при контакте с горячей поверхностью тепло медленнее передавалось.

Задание 1.

Почему для изготовления чайников, кастрюль и т.п. используют не пластмассы, а сплавы металлов?

Задание 2.

Почему птицы не замерзают, хотя «одеты» в лёгкие перья? Приведите три примера использования человеком способности птиц и зверей поддерживать организм в тепле.

Задание 3.

Вы уже знаете, что твёрдые тела нагреваются быстрее, чем тела в других агрегатных состояниях. Но теплопроводность различных твёрдых веществ не одинакова. Перед вами значения теплопроводности некоторых из них.

Вещество	Теплопроводность (Вт/м·с)	Вещество	Теплопроводность (Вт/м·с)
Алюминий	210,0	Пластмасса	0,2
Серебро	428,0	Древесина	0,15
Фарфор	1,5	Железо	74,0
Золото	313,0	Олово	67,0

Основываясь на приведенных данных, ответьте на вопросы.

Почему для изготовления тарелок используется не алюминий, а фарфор?

Почему кухонные лопатки изготавливают из дерева, а не из металлов?

При объяснении укажите, как назначение предмета связано с материалом изготовления.

Задание 4.

Почему у входа в баню висят подобные объявления?

Дорогие посетители! Перед входом в парную убедительно просим Вас снять все золотые и серебряные украшения. Вы можете их оставить в камере хранения. Администрация

Что может произойти, если этого не сделать?

Задание 5.

Почему, когда мы зажигаем спичку, то не обжигаем руку, хотя на её другом конце горит огонь?

Лист ответов

Задание 1.

            Деятельность: умение применять текстовую информацию для решения заданий.

Ответ: эти изделия контактируют с огнём, и пластмасса, во-первых, может расплавиться. А во-вторых, такая посуда при нагревании может выделять опасные вещества. Поэтому важно, чтобы материал был прочным и с хорошей теплопроводностью, как у сплавов металлов.

Балл: 1

Критерии оценивания

Приведено верное объяснение преимуществ использования посуды из сплавов металлов перед пластмассовой посудой	1 балл
Объяснение приведено неверно или отсутствует	0 баллов

Задание 2.

         Деятельность: решать задачу с привлечением дополнительной информации, личного опыта.

Ответ: между перьями птиц присутствует воздух, обладающий плохой теплопроводностью. Благодаря этому медленнее теряется тепло тела. Возможные примеры: зимой советуют одеваться многослойно, чтобы воздух между слоями одежды «удерживал» тепло тела; часто в домах делают окна из двух стёкол, и слой воздуха между ними позволяет поддерживать тепло в квартире; перьями птиц наполняют одеяла и куртки, чтобы воздух между ними дольше сохранял тепло тела; шерсть зверей также согревает их, так как между шерстинками присутствует воздух. Это замедляет потерю тепла. Поэтому люди изготовляют шубы и подкладки на меху.

Балл: 4

 Критерии оценивания

Дано верное объяснение (упоминается расстояние между перьями, заполненное воздухом, и плохая теплопроводность воздуха). Приведено три корректных примера	4 балла
Дано верное объяснение, приведено два корректных примера	3 балла
Дано верное объяснение, приведён один корректный пример	2 балла
Дано верное объяснение, но приведённые примеры некорректны ИЛИ отсутствуют	1 балл
Другие ответы или ответ отсутствует	0 баллов

Задание 3.

             Деятельность: умение работать с таблицами (анализировать, делать выводы).

Ответ: 1) У алюминия теплопроводность выше, чем у фарфора, поэтому, например, от горячей еды алюминиевая тарелка нагреется, и её будет неудобно использовать.

2) Кухонные лопатки используют для перемешивания горячей еды.
У металлов высокая теплопроводность, поэтому об такую лопатку можно обжечься. У дерева же теплопроводность низкая.

Балл: 2

Критерии оценивания

Даны верные ответы на два вопроса	2 балла
Дан верный ответ на один вопрос, а другой ответ некорректен	1 балл
Другие ответы или ответ отсутствует	0 баллов

Задание 4.

Деятельность: применять полученную информацию для решения жизненных ситуаций. Ответ: такие объявления висят, потому что из-за хорошей теплопроводности этих металлов под воздействием высокой температуры в бане украшения быстро нагреются. Если не снять украшения, можно получить ожог.

Балл: 2

Критерии оценивания

Даны два верных ответа	2 балла
Дан один верный ответ	1 балл
Другие ответы или ответ отсутствует	0 баллов

Задание 5.

Деятельность: применять полученную информацию для решения жизненных ситуаций.

Ответ: у дерева плохая теплопроводность, поэтому другой конец спички
не нагревается.

Балл: 1

Критерии оценивания

Дан верный ответ	1 балл
Другие ответы или ответ отсутствует	0 баллов