Тип урока: интегрированный урок (физика, химия, экология) по изучению нового материала
Цель урока:
дидактическая:
- рассмотреть механизм сгорания топлива;
- ввести понятие удельной теплоты сгорания топлива;
- вывести формулу для расчета энергии, выделяемой в процессе сгорания топлива;
- формировать навык применения изученных формул и понятий к решению практических задач.
методическая:
- показать взаимосвязь наук: физики, химии, экологии; роль науки в решении повседневных проблем человека.
развивающая:
- формирование представлений о единой естественно-научной картине мира;
- развитие умений анализировать, систематизировать полученную информацию, делать выводы; отбирать информацию, необходимую для решения текущей проблемы.
Оборудование:
- готовые печатные модули для учащихся (приложение 1)
- географическая карта Европы (Евразии)
Домашнее задание: § 10, задача в тексте печатного модуля.
Литература для учителя:
1) Перышкин А.В. “Физика-8”, Дрофа, 2000г.
2) Рыженков А.П. “Физика. Человек. Окружающая среда”. Приложение к учебнику физики для 8 класса общеобразовательных учреждений. Просвещение. 1998г.
Ход урока
| Деятельность учителя | Деятельность учеников |
| I. Организационный момент На сегодняшнем уроке физика не будет главным и единственным героем, как это бывает обычно. Сегодня физика будет инструментом решения очень важных и серьезных задач, решение которых важно не только для вас, но и для всех людей на планете. Чтобы работа продвигалась быстрее, мы будем использовать распечатки, которые есть у каждого из вас. Подпишите на них сегодняшнее число, фамилию и класс. Обратите внимание на должность, которую вы будете занимать на сегодняшнем уроке. |
Подписывают печатные модули. |
| II. Разминка На сегодняшнем уроке мы будем прежде всего думать, а мозг, как любой орган человеческого тела перед началом своей деятельности требует разогрева и разминки. Каждый ряд будет выполнять свое задание в течении 3-х минут, а результаты мы обсудим и запишем все вместе. Объясняет каждому ряду порядок выполнения задания. Давайте обратим внимание на то, что только на Земле все условия сложились так, что смогла появиться жизнь и развиваться человеческая цивилизация. И, хотя во временном масштабе человеческая цивилизация развивается недолго (всего несколько тысяч лет, в то время как возраст Земли исчисляется сотнями миллионов лет), человек успел немало сделать для того, чтобы его существование на нашей планете стало удобным и комфортным. Немалую роль в этом сыграла наука. Знаменитый физик Альберт Эйнштейн в свое время говорил: “НЕПРЕХОДЯЩАЯ ЗАСЛУГА НАУКИ СОСТОИТ В ТОМ, ЧТО, ВОЗДЕЙСТВУЯ НА ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ РАЗУМ, ОНА ПРЕОДОЛЕЛА НЕЗАЩИЩЕННОСТЬ ЧЕЛОВЕКА ПЕРЕД САМИМ СОБОЙ И ПЕРЕД ПРИРОДОЙ” Давайте рассмотрим несколько примеров того, что называется благами цивилизации, которые не могли бы появиться не будь науки. В задании 4 перечислены несколько явлений, которые происходят в нашей с вами повседневной жизни. Исключите из него явление, которое вы считаете лишним в этом списке и объясните почему. Попробуйте выделить признак, который объединяет оставшиеся явления. Итак, мы видим, что создавая, например телевизор, наряду с тем, что человек хочет получить, он получает еще и другие последствия, на которые особенно не рассчитывал и которые ему вообще-то не нужны. Здесь возникает вопрос, как окружающая нас природа реагирует на эти нежелательные последствия. Один из известнейших мыслителей 19 века Фридрих Энгельс говорил: “НЕ БУДЕМ, ОДНАКО, СЛИШКОМ ОБОЛЬЩАТЬСЯ НАШИМИ ПОБЕДАМИ НАД ПРИРОДОЙ. ЗА КАЖДУЮ ТАКУЮ ПОБЕДУ ОНА НАМ МСТИТ. КАЖДАЯ ИЗ ЭТИХ ПОБЕД ИМЕЕТ, ПРАВДА, В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ ТЕ ПОСЛЕДСТВИЯ, НА КОТОРЫЕ МЫ РАССЧИТЫВАЛИ, НО ВО ВТОРУЮ И ТРЕТЬЮ ОЧЕРЕДЬ СОВСЕМ ДРУГИЕ, НЕПРЕДВИДЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ, КОТОРЫЕ ОЧЕНЬ ЧАСТО УНИЧТОЖАЮТ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРВЫХ” Например, какие ассоциации у вас возникают, когда вы слышите такое словосочетание “теплые острова”? Несмотря на все приятные для вас ощущения, которые вызваны этими словами, так экологи называют очаги сильного выделения тепла в атмосферу Земли. “Теплые острова” - это прежде всего большие города и промышленные центры. Давайте попробуем определить возможные последствия этого. Ученые просчитали, что катастрофическим для Земли будет потепление планетного климата всего лишь на 4 ?С. Огромные ледяные массы в Арктике и Антарктике начнут таять. Продолжите мысль…. Один из современных ученых так оценил воздействие человека на природу (Н.Винер): “МЫ СТОЛЬ РАДИКАЛЬНО ИЗМЕНИЛИ НАШУ СРЕДУ, ЧТО ТЕПЕРЬ ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ СУЩЕСТВОВАТЬ В ЭТОЙ СРЕДЕ, МЫ ДОЛЖНЫ ИЗМЕНИТЬ СЕБЯ”. Поэтому сегодня обязательно перед началом какого-нибудь строительства или любого другого вмешательства в природу проводится ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА. Включение настольной лампы, как мы уже выяснили, тоже – вмешательство в природу. Главная задача экологического эксперта – разработать прогноз возможного опасного воздействия нового объекта на окружающую среду и людей. |
Выполнение заданий 1,2,3 из модуля по
рядам; “обнародование” результатов. Выполнение задания 4 из модуля, обсуждение результатов. Выполнение задания 5 из модуля; формулируют вывод о том, что во всех процессах происходит выделение тепла. Обсуждение Обсуждение; вывод о возможном глобальном потеплении. Поднятие уровня воды, затопление прибрежных территорий, в т.ч. Кольского полуострова (работа с картой Европы) |
| Ш.Основная часть урока. На сегодняшнем уроке вы примерите на себя шкуру экологического эксперта. Причем проблему мы будем решать очень животрепещущую, как мы уже выяснили: ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ. Давайте точно определим, что мы будем подразумевать под этими словами. Тепловое загрязнение атмосферы – выбросы тепла в окружающую среду вместе с нагретыми газами, жидкостями и твердыми телами. В ходе урока давайте не будем забывать о катастрофическом для нашей планеты числе: 4 градуса Цельсия. Запись на доске “4?С” Ваша задача сегодня: составить прогноз теплового загрязнения атмосферы Земли за одни сутки в масштабах всей планеты. План наших действий представлен в таблице. а) Работа по пунктам плана (с модулем). – анализ источников тепла по списку в задании 4 (работа на доске) Что представляет собой процесс горения с точки зрения химии? – перечисление всех объектов загрязнения, выбираем воздух для упрощения. – анализ понятия теплового загрязнения (сравнить: “тепловая грязь атмосферы” и “тепловая чистота атмосферы”) – какие знаем способы определения температуры тела? Каким способом это можно сделать в масштабах планеты? (работа на доске) для определения поглощенного воздухом тепла, воспользуемся законом сохранения энергии. б) получение недостающих знаний (работа на доске и с модулем): 1 кг 1 кг бумага керосин Qб сравнить Qк Новая величина: удельная теплота сгорания топлива q Вывод формулы энергии сгорания топлива (работа на доске): 1 кг торфа – 1,4•107 Дж 2 кг торфа - ? в) решение задачи на расчет изменения температуры воздуха на планете за сутки. Давайте оценим время, за которое повышение температуры на Земле достигнет критического уровня, исходя из изменения температуры за сутки. Конечно, наша модель значительно упрощена. Во-первых, энергия выделенная при сжигании нефтепродуктов тратится не только на нагрев атмосферы, а, прежде всего на то, ради чего ее сжигают: работа двигателя автомобиля, отопление жилищ и т.п. Во-вторых, “лишнее” тепло потребляет не только атмосфера, но и почва, водная оболочка Земли. В-третьих, нагревается не только ближний к Земле слой воздуха, но и вышележащие слои. Поэтому суточный нагрев атмосферы, конечно, меньше и глобальное потепление наступит не через 9 лет, а значительно позже. Но оно обязательно наступит, если человек не изменит свое отношение к природе. Как вы думаете, какими способами можно избежать губительных последствий глобального потепления? |
Запись определения в модуль. Выполнение задания 6 из модуля. Обсуждение. Сообщение 1: суточное потребление нефти на планете (приложение 2) Записи в таблице: “теплота Qвыд выделяемая в процессе горения нефтепродуктов; mнефти= 10,9 млн.тонн” Работа с учебником стр.26. Обсуждение. Сообщение 2: распределение массы воздуха в атмосфере Земли (приложение 3); запись в таблице “слой воздуха толщиной 5,6 км и mвозд=0,45•1018кг” Обсуждение. Запись в таблице: “изменение температуры воздуха ??tвозд” Вывод формулы для вычисления ??tвозд из формулы для количества теплоты, необходимого для изменения температуры тела. анализ формулы, выяснение известных (удельная теплоемкость и масса воздуха) и неизвестных (количество теплоты, поглощенное воздухом) величин. Вывод о том, что количество тепла, поглощенное воздухом, равно количеству тепла, выделенному при сгорании нефти. вывод о недостаточности имеющихся знаний. Работа с учебником, модулем, таблицей (объяснение физического смысла q для различных веществ) Запись номера стр. учебника. Обсуждение. Запись формулы теплоты сгорания в модуль. Работа с модулем: отбор данных для решения (масса воздуха, удельная теплоемкость воздуха, масса сгораемой нефти, удельная теплота сгорания нефти), вычисление ??tвозд, обсуждение результатов расчета (??tвозд=0,0012?С) расчет: 4?С /0,0012=3333 сут ? 9 лет Обсуждение, вывод о необходимости экономии энергии, поиске новых видов топлива. |
| IV. Закрепление Другая неприятная сторона использования энергии сгорания топлива – истощение природных ресурсов – нефти и газа, а также вредные выбросы в атмосферу. Поэтому очень актуален на сегодняшний день поиск новых видов топлива – более экономичных и более экологически безопасных. Давайте и мы проанализируем экономичность и экологичность различных видов топлива. Объясняет выполнение задания 7. Для анализа экологичности использования разных видов топлива давайте выясним, что является отходом их использования? Бензин и газ – углеводороды; что является результатом горения углеводородов? Предположите, что может являться результатом горения водорода? |
Выполнение задания 7 по рядам (три ряда
– три вида топлива), обсуждение результатов. Обсуждение. Вывод о проблемах и перспективах использования различных видов топлива |
| V. Подведение итогов. На сегодняшнем уроке мы увидели, как наука помогает человеку решить его насущные проблемы. Увидели, что для решения повседневных проблем необходимо получать новые знания. Познакомились с новыми физическими понятиями и формулами и применили эти знания для решения экологической задачи. Мы убедились, что для разрешения одной проблемы не достаточно какой-то одной науки и, кроме физики, применяли знания по химии. Но главным итогом я считаю, будет то, что вы еще раз задумались о том, насколько хрупка жизнь на Земле, как легко ее уничтожить. Для того, чтобы этого не произошло, есть простой рецепт, который дает Маленький Принц из сказки французского писателя Антуана де Сент-Экзюпери: “ЕСТЬ ТАКОЕ ПРАВИЛО: ВСТАЛ ПОУТРУ, УМЫЛСЯ, ПРИВЕЛ СЕБЯ В ПОРЯДОК – И СРАЗУ ЖЕ ПРИВЕДИ В ПОРЯДОК СВОЮ ПЛАНЕТУ” |