Творческое задание:
Измерить изменение внутренней энергии при тепловых процессах.
Вид урока: Обобщение темы
Цели:
обобщить и систематизировать знания о
тепловых процессах, углубить знания о внутренней
энергии тела и способах изменения внутренней
энергии. Осмыслить понятие материи;
Оборудование:
Барометр-анероид, термометр - (общий на класс), пробирка, часы, спиртовка, спички, кусочки льда, термометры (индивидуальны).
ХОД УРОКА
Актуализация знаний и действий:
Добрый день, ребята!
В: Ребята, какие времена года вы знаете?
О: Осень, весна, зима, лето.
В: Чем они отличаются?
О: Температурой, давлением, поведением окружающей природы…
Осенью природа как бы замирает, лужи и реки покрываются льдом. Зимой – падает снег, реки покрываются толстым льдом. Весной - природа расцветает, снег таит, начинают “бежать” лужи. Летом идет дождь. Фрукты и овощи набирают соки.
В: Какие тепловые явления вы отметите?
О: Нагревание, плавление, кипение.
В: Что общего в этих процессах?
О: Изменение внутренней энергии.
Так вот, сегодня одной из задач урока будет вычислить изменение внутренней энергии тела при тепловых процессах. Этот вопрос актуален еще и потому, что все современное производство связано с преобразованием и использованием внутренней энергии. Приведите примеры: работа тепловых машин, паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания. Плавление, ковка, штамповка, металлов. Процессы нагревания и охлаждения в быту.
Надо отметить, что в нашей стране большая часть электрической энергии вырабатывается на тепловых электростанциях.
Наша задача:
Продолжить исследовательскую работу по изучению тепловых процессов; систематизировать и углубить знания о материальном мире; развить умение самостоятельно работать с измерительными приборами; развивать критическое мышление; закрепить полученные умения и навыки работы с электронными таблицами при обработке полученных экспериментальным путем данных.
Запишем тему урока.
Повторение:
1. Какую энергию называют внутренней энергией тела?
2. Зависит ли внутренняя энергия от самого тела?
3. По каким признакам можно судить об изменении внутренней энергии?
4. Что будет изменяться у тела при изменении внутренней энергии?
О: Температура, расстояние между молекулами, скорость движения молекул.
5. А как можно изменить температуру тела? Приведите примеры.
О: Совершая механическую работу над телом, или на Солнце нагревается тело.
6. А как можно измерить изменение внутренней энергии при тепловых процессах?
О: Вычисляя количество теплоты.
Значит, изменить внутреннюю энергию тела можно в результате совершения работы над телом или при теплопередаче.
В природе выполняется явление круговорота воды в природе за счет тепловых явлений. Давайте, ребята рассмотрим это важное явление в природе.
При этом явлении выполняется один из основных законов природы – закон сохранения энергии.
а) При круговороте участвует вода. Особое поведение воды, ее физические и химические свойства показывает в своем проекте Сергей (ученик с помощью презентации рассказывает об агрегатных состояниях-лед-вода-пар.)
Всему нужна вода. Человек не может прожить без воды и 3-х дней, точно также и растения не могут жить без воды. Антуан де Сент-Экзюпери говорил: "Вода! Ты не просто необходима для жизни, ты есть сама жизнь"! Однако вместе с пользой это и опасно. Происходит таяние льда (парниковый эффект).
Повышение температуры Земли может вызвать таяние ледников Антарктиды, Гренландии, что приведет к повышению уровня Мирового океана, к затоплению низменных участков материков, к изменению климата.
б) В следующем проекте ученик рассказывает о тепловых процессах:
В: Какой процесс называем плавлением?
В: Что происходит при плавлении льда?
В: Какой процесс называется нагреванием? Что при этом изменяется?
В: Что мы понимаем под парообразованием? Куда тратится энергия при этом процессе?
Организация деятельности
учащихся по выявлению
логики исследования тепловых процессов
Вы прекрасно знаете, что творческая работа требует планомерности выполнения. Давайте обсудим проект исследовательской деятельности. Что вы будете измерять? Какие приемы исследования будете использовать?
1. Ребята обсуждают, записывают свой план.
2. Обсуждение и выработка логики мышления.
В:Какая задача стоит перед вами?
О: Исследовать переход льда из твердого состояние в воду нагретую до100° С. То есть процессы плавления льда, нагревания воды.
В: Какие прямые измерения вы будете проводить?
О: Температуры, время, массу, объема.
В: Какое оборудование вы предполагаете взять для достижения цели?
О: Барометр - анероид, термометр - (общий на класс), пробирку объемом 150 мл, часы, спиртовка, спички, кусочки льда, термометр - (индивидуальные).
Какие величины будут являться постоянными?
О: c - удельная теплоемкость, 
- удельная теплота плавления.
Какие расчеты будете проводить?
О: Q=Qн+Qпл; Q=cm(t° - t°0)+m; 
Какую зависимость можно представить графически?
О: Зависимость температуры от времени.
Какой график процесса вы предполагаете получить теоретически?
Дополнительно я прошу вас измерить объем спирта в спиртовке.
Практическая часть
Давайте выработаем инструкцию, по которой произведем наше исследование.
Инструкция по выполнению работы.
- Соберите установку: спиртовку, пробирку с кусочками льда закрепите в держатели.
- Определите цену деления термометра.
- Расположите термометр в пробирке так, чтобы, его резервуар не касался дна и находился в воде со льдом; шкала должна быть обращена к ученику, который будет вести наблюдения за плавлением льда
- Под пробирку поставьте горящую спиртовку и начинайте вести наблюдения за плавлением льда. (Один ученик следит за секундной стрелкой и отсчитывает время через 30 секунд, а другой - ведет запись и следит за состоянием льда)
- Лед расплавьте и нагрейте до 100° С.
- Спиртовку заглушите.
- Термометр аккуратно уберите в чехол.
- Измерьте объем воды с помощью мензурки. (все данные запишите в тетрадь).
- После окончания эксперимента, оборудование аккуратно составьте и переходите работать за компьютер.
- Введите данные, обратив внимание на постоянные величины.
- Постройте график зависимости температуры от времени.
- По формуле определите Q, полученное при плавлении льда и нагревании воды.
- Результат обработки сохраните в файле с именем 13-2000.
- Не забудьте сделать свой вывод эксперимента.
(Такая инструкция получается после обсуждения)
Мы, ребята, будем работать с приборами, которые требуют выполнение техники безопасности. Что необходимо учесть в ТБ?
После обсуждения может появиться такой вариант ТБ.
ТБ.
I. Перед выполнением практической части нам с вами необходимо вспомнить следующие правила техники безопасности:
- Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
- Не оставляйте рабочее место без разрешения учителя.
- Располагайте приборы на рабочем месте так, чтобы исключить их опрокидывание.
- Перед тем, как приступить к выполнению работы, тщательно изучите ее описание, выясните ход ее выполнения.
- Проверьте целостность мензурки, термометра, термометр после работы сразу положите в корпус, мензурку поставьте в калориметр.
- При работе с источником тепла соблюдайте максимальную осторожность.
- При работе с компьютером не трогайте разъемы проводов, сами не исправляйте неисправности.
- При появлении малейшей неисправности (запаха, звука и т.д.) срочно сообщите преподавателю.
I. Запишите в тетрадь:
1.Тему.
2.Цель.
3.Оборудование.
4.Измерения, расчетные формулы.
5.Расчеты.
6.Выводы.
II. Обсудить таблицу необходимую создать в ЭТ Works.
III. Выполнение работы.
А) Экспериментальная часть. (По инструкции)
Б) Расчетная часть.
Напомнить об обязательном ведении записей в тетради:
- ввод формул со знака =;
- целая часть числа от дробного отделяется по умолчанию;
- имена ячеек формируются латинскими буквами, где на 1м месте - имя колонки, на 2м месте - номер строки (С2: G6);
- диапазон данных отделяется;
- для работы с формулами используется мастер функций;
- для отображения одинаковых формул используется операция копирования;
- для построения диаграмм и графиков используется новая диаграмма (где необходимо выделить диапазон данных).
На втором уроке во время работы за компьютером ФИЗКУЛЬТРАЗМИНКА.
Анализ результатов
По лучшему результату, полученному ребятами, провести анализ.
1. Сколько участков вы получили?
2. Каким тепловым процессом соответствуют эти
участки?
3. При какой температуре лед плавится?
4. Какие факторы надо учитывать при плавлении
льда, нагревании воды?
Если отмечают ребята, что вода закипела при температуре ниже. Чем 100° С, то обратить внимание на давление атмосферы и отметить особенности нашей местности.
5. Можно управлять процессом плавления?
6. Откуда взялась энергия для тепловых процессов?
7. Вычислим энергию, полученную при сгорании
спирта. Какую формулу мы будем использовать?
Qсг = qm
8. Сравните количество теплоты, полученное
льдом и водой и количество теплоты, полученное
при сгорании спирта.
9. 1 кг воды при 0 градусов С и 1кг льда при 0
градусов С. Чем они отличаются? в каком состоянии
внутренняя энергия больше? Почему?
Итог урока
Вывод: Вода может находиться в различных агрегатных состояниях, чтобы перевести из одного состояния в другое, необходимо изменить внутреннюю энергию. В нашей работе энергия топлива – спирта, перешла при теплообмене во внутреннюю энергию воды. Но так как среда у нас не идеальная, есть теплообмен с воздухом, окружающими телами, равенство не выполнилось. Еще раз обратимся к процессу круговорота воды в природе с помощью таблицы. Это доказательство единства природы. Такое явление мы используем в теплицах.
