Урок по физике "Виды теплопередачи: конвекция, излучение"

Конспект  урока  по физике по теме : Виды теплопередачи: конвекция, излучение.

Цель урока: продолжить знакомство учащихся с видами теплообмена: конвекцией в жидкостях и газах, излучением;

 Задачи: · научить объяснять тепловые явления на основании молекулярно- кинетической теории строения вещества; · продолжить формирование логического мышления, умения находить объяснения природных явлений, изображённых в литературных отрывках, оценивать ситуацию и применять к наблюдаемым явлениям изученные законы; · воспитать внимание учащихся, наблюдательность, интерес к изучению физики и понимание необходимости знаний для правильного понимания явлений в окружающем нас мире. · стимулировать желание самостоятельно работать с дополнительными образовательными ресурсами в школе во внеурочное время и дома;

 Оборудование и оснащение урока: 1. Компьютер. 2. Мультимедийный проектор. 3. Мультимедийный экран. 4. Для опыта № 1: спиртовка со спиртом, спички, пробирка с водой и пробкой, штатив с лапкой и муфтой, предметный столик. 5. Для опыта № 2: лёд, проволока. 6. Для опыта № 3: весы учебные, спички. 7. Для опыта №4:стакан с горячей водой, несколько ложек. 8. .Для опыта №5: 9. Раздаточный материал (на каждом столе учащихся): таблицы «Температура плавления некоторых веществ» и «Температура кипения некоторых веществ». Ход урока: Эпиграф к уроку на доске:Владея опытом естественных наук, Изучим всё, что есть в подлунном мире, Тогда лишь станет ясным всё вокруг, И понимание человеческое шире. 1. Организационный момент: 2 минуты * проверка наличия учащихся в классе; * напоминание ТБ работы в кабинете; * сообщение темы и задач урока. 2.Проверка домашнего задания . Учитель: «Итак, ребята, давайте повторим, что такое внутренняя энергия?» Ученик: «Внутренняя энергия – это кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальная энергия их взаимодействия». Учитель: «Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?» Ученик: «Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей». Учитель: «Об изменении внутренней энергии тела путем совершения работы над телом можно судить по опыту, проделанному вами дома». К доске выходит ученик, выполнявший домашнее задание №1, рассказывает о проделанном опыте, делает вывод: «Проволока постепенно проходит через лед. Над ней куски льда снова смерзаются, и брусок остается целым. Под давлением проволоки происходит таяние льда. Процесс таяния связан с поглощением теплоты, которая отнимается от окружающей среды, в том числе от воды над проволокой. В итоге вода над проволокой замерзает». Учитель: «Что происходит с объемом тела при его нагревании и остывании?» Ученик: «При нагревании тела его объем увеличивается, а при остывании - уменьшается». Учитель: «Ребята, кто из вас желает рассказать про выполнение задания? Что вы наблюдали и какой вывод из опыта сделали?» Ученик выходит к доске, рассказывает о проделанном опыте и делает вывод: Учитель: Итак, на столе лежит несколько предметов. Посмотрите на них, и постарайтесь продемонстрировать способы внутренней энергии путём совершения работы и теплопередачей. Ребята показывают опыт:опускают в стакан воды ложку. Опыт с забиванием гвоздя Учитель: А почему гвоздь , пока мы его забивали не нагревался, а как только мы несколько раз ударили по шляпке она нагрелась. Учащиеся: пока вбивали гвоздь энергия распределялась по всему гвоздю, а затем только по шляпке. Вопрос №1. Чашку с горячим чаем переставили со стола на полку. Как при этом изменилась внутренняяэнергия чая? Ответ:Внутренняя энергия тела неизменилась, т.к. она не зависит отположения тела относительно других тел. Вопрос №2. Автомобиль в процессе движения изменил свою скорость с 36 км/ч на 90 км/ч. Как при этом изменилась его внутренняя энергия? Ответ: Внутренняя энергия тела не изменилась, т.к. она не зависит от механического движения тела. Провести опыты: 1.Медную монету зажать между двумя гвоздями, вбитыми в дощечку. Потереть монету пальцами или шерстяной тканью. Проверить проходит ли монета между гвоздями. 2. Опустить монету в горячую воду. Снова проверить, проходит ли монета между гвоздями. Сделать выводы. Учитель: (дает нескольким учащимся попробовать на ощупь ножницы и карандаш). Они имеют одинаковую температуру, т.к. давно находятся в классе. Почему на ощупь ножницы холоднее, чем карандаш? Почему красиво оформленные радиаторы отопления не помещают в комнате у потолка? Почему в жаркий солнечный летний день мы надеваем легкую, и светлую одежду, закрываем голову светлой шляпой, панамой и т.д.? Учитель: Чтобы ответить правильно на эти и другие интересные вопросы обратимся к опытам. В тетради запишите первый вид теплообмена. Обратите внимание на план изучения видов теплообмена, который находится на экране. Теплопроводность. Демонстрация опыта №1: стальной стержень со спичками на пластилине нагреваем с одного конца. Учитель: Что будет происходить? Как передается тепло? Меняется форма стержня? Происходит бурное обсуждение этих вопросов и в результате учащиеся сами дают определение теплопроводности, записывают в тетрадь.

ВЫСТУПЛЕНИЕ УЧАЩЕГОСЯ: Теплопроводность - это вид теплообмена, при котором энергия передается частицами, имеющими большую энергию, частицам, имеющим меньшую энергию ( от нагретой части тела к холодной). Учитель: Далее выясняем, как она происходит? (Учитель привлекает учащихся к выяснению этого вопроса с точки зрения внутреннего строения тел. Результат обсуждения: частицы передают энергию в результате теплового движения и взаимодействия частиц (записывается учащимися в тетрадь). Демонстрация опыта № 2: опускаем в стакан с горячей водой ложки из разного материала. Учитель: Вещества разные. Одинаково ли они передают тепло? В процессе опыта они видят,что медь нагревается быстрее, чем железо. Результат этих двух опытов позволяет вместе сформулировать особенности этого вида теплообмена, с записью в тетрадь. Особенности: 1) само вещество не переносится; 2) разные вещества имеют разную теплопроводность (у металлов – хорошая; у жидкостей – мала; у газов – почти нет) Учитель: Давайте ответим на вопрос, прозвучавший в начале урока. Почему на ощупь ножницы холоднее, чем карандаш? Идет обсуждение вопроса и делается вывод. Ученик:теплопроводность металла больше, он быстрее забирает тепло от руки, поэтому мы ощущаем прохладу. Учитель: записываем второй вид теплообмена. 2. Конвекция. Демонстрация опыта №3: включенная электрическая плитка, сверху к которой подносят электрический султан. Учитель: Почему бумага шевелится? В результате обсуждения – вывод: нагретый воздух поднимается вверх (всплывает по закону Архимеда)и шевелит бумагу

. ВЫСТУПЛЕНИЕ УЧАЩЕГОСЯ Ученик: Конвекция – это вид теплообмена, при котором тепло переносится самими струями га Учитель: запишите в тетрадь. Демонстрация опыта №5: одна колба с водой и крупинкой марганца нагревается сама, а другая нагревается и постепенно перемешивается. Учитель: Чем они отличаются? В обоих происходит конвекция. Так чем? В результате обсуждения делается вывод, записывается в тетрадь. Ученик:их 2 вида: естественная и вынужденная. Учитель:Какие особенности вы увидели? Ученик: 1) само вещество переносится; 2) существует только в жидкостях и газах, ее нет в твердых телах, 3) чтобы она происходила, нагревать нужно снизу. Учитель: Мы с вами подошли к ответу на второй вопрос: “Почему красиво оформленные радиаторы отопления не помещают в комнате у потолка?” Ученик:Нагревание воздуха в комнате происходит в результате конвекции, а чтобы она происходила, нагревать нужно снизу, значит, радиаторы отопления должны быть внизу, под окном,т.е. в самом холодном месте комнаты. К доске вызывается учащийся- он протягивает руку к лампочке и рассказывает, что он чувствует. Ученик: тепло. Учитель: Это действительно новый вид теплообмена- излучение (лучистый теплообмен). Примером являются солнечные лучи и тепловые лучи, испускаемые нагретыми телами. Записали в тетрадь третий вид теплообмена. ВЫСТУПЛЕНИЕ УЧАЩЕГОСЯ: Излучение - это теплообмен, при котором энергия переносится электромагнитными лучами. Особенности: 1) излучают все нагретые тела (твердые, жидкие, газообразные), 2) происходит в вакууме, 3) зависит от цвета поверхностей (темная поверхность лучше излучает и поглощает тепло,светлая- наоборот). Теперь мы с вами можем ответить на вопрос, поставленный в начале урока: “Почему в жаркий солнечный летний день мы надеваем легкую и светлую одежду, закрываем голову светлой шляпой, панамой и т.д.?” Идет обсуждение вопроса и делается вывод. Ученик: Одежда светлого цвета меньше нагревается в жаркий солнечный летний день, и нам не так жарко. 4. Закрепление изученного материала. Итак, выполняя опыты и делая вывод мы с вами сегодня на уроке говорили о.. Учащиеся: ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ,КОНВЕКЦИИ,ИЗЛУЧЕНИИ. Выясняется практическое применение веществ с разной теплопроводностью. ОТВЕТЬТЕ НА ВОПРОСЫ 1)КАКИЕ ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧ ОБЪЯСНЯЮТ a) Нагревание металлической пластины на огне. (ИЗЛУЧЕНИЕ) b) Нагревание воды в колбе на пламени горелки. (КОНВЕКЦИЯ) c) Нагревание чайной ложки в горячем чае. (ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ) d) Нагревание тела человека при загаре. (ИЗЛУЧЕНИЕ) 2)ПОЧЕМУ ПТИЦЫ В ХОЛОДНУЮ ПОГОДУ СИДЯТ НАХОХЛИВШИСЬ? (МЕЖДУ ПЕРЬЯМИ НАХОДИТСЯ ВОЗДУХ, А ВОЗДУХ ПЛОХОЙ ПРОВОДНИК ТЕПЛА). 3)ПОЧЕМУ ЗИМОЙ, КОГДА ПОГОДА ХОЛОДНАЯ, МНОГИЕ ЖИВОТНЫЕ СПЯТ, СВЕРНУВШИСЬ В КЛУБОК? (СВЕРНУВШИСЬ В КЛУБОК, ОНИ УМЕНЬШАЮТ ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ, ОТДАЮЩЕЙ ТЕПЛО). В СОЛНЕЧНЫЙ ДЕНЬ ОДИН ЧЕЛОВЕК ОДЕТ В СВЕТЛУЮ ОДЕЖДУ, ДРУГОЙ - В ТЕМНУЮ. КОМУ ИЗ НИХ ЖАРЧЕ, И ПОЧЕМУ? (ЖАРЧЕ ЧЕЛОВЕКУ, ОДЕТОМУ В ТЕМНУЮ ОДЕЖДУ, ТАК КАК ТЕМНАЯ ТКАНЬ ПОГЛАЩАЕТ СОЛДНЕЧНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ БОЛЬШЕ, ЧЕМ СВЕТЛАЯ.) 6)КАКИМИ СПОСОБАМИ МОЖЕТ ОСУЩЕСТВЛЯТЬСЯ ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА В ВОЗДУХЕ? (КОНВЕКЦИЯ, ИЗЛУЧЕНИЕ). 7)КАКУЮ РОЛЬ В СОХРАНЕНИИ ТЕПЛА ЗЕМЛИ ИГРАЮТ ОБЛАКА? (ОБЛАКАНЕ ДАЮТ УХАДИТЬ КОНВЕКЦИОННЫМ ПОТОКАМ ОТ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ) Какова же практическую значимость, полезность приобретаемых знаний. 5. Домашнее задание Виды теплопередачи 1. На каком из способов теплопередачи основано нагревание твердых тел? Теплопроводность Конвекция Излучение 2. Какой вид теплопередачи сопровождается переносом вещества? Теплопроводность Излучение Конвекция 3. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наибольшую теплопроводность? Мех Дерево Сталь 4. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наименьшую теплопроводность Свинец Опилки Медь 5. Назовите возможный способ теплопередачи между телами, разделенными безвоздушным пространством? Излучение Конвекция Теплопроводность 6. Металлическая ручка и деревянная дверь будут казаться на ощупь одинаково нагретыми при температуре… выше температуры тела ниже температуры тела равной температуры тела 7. Что происходит с температурой тела, если оно поглощает столько же энергии, сколько излучает? Тело нагревается. Температура тела не меняется. Тело охлаждается.