Цели урока:
Образовательные:
- Рассмотреть виды теплопередач, их примеры проявления в природе и использования в быту, технике.
Развивающие:
- Развитие личностных качеств учащихся (самостоятельность, инициативность, ответственность).
- Развитие видов мыслительной деятельности школьников (анализ, сравнение, обобщение).
Воспитательные:
- Развитие умения работать в группе, в коллективе.
- Воспитание у учащихся потребности и умения, обсуждать свои проблемы с окружающими.
Урок по теме: “Передача теплоты”.
Форма урока: урок изучения нового материала с элементами экспериментальной, творческой работ и викторины.
Оборудование:
- термос,
- ложка,
- линейка (стеклянная, деревянная),
- свечи,
- бумажная вертушка,
- колба с водой,
- марганцовокислый калий,
- демонстрационная установка для излучения.
План урока:
I.
Ход урока
Как наша прожила бы планета,
Как люди жили бы на ней
Без теплоты, магнита, света
И электрических лучей?
Что было бы? Пришла бы снова
Хаоса мрачная пора.
Лучам приветственное слово,
А Солнцу – громкое ура!
Интересно:
- Для чего делают высокими заводские трубы?
- Зачем оболочку самолета красят “серебряной” краской?
- В каком чайнике, белом или черном, вода остынет быстрее?
- Как осуществляется водяное отопление?
Постараемся на некоторые вопросы дать ответы на уроке.
Сегодня у нас три команды:
1-я – “Экспериментаторы-кудесники”. Будут ставить опыты.
2-я – “Творческих дел мастера”. Выполнят прикладную работу.
3-я – “Теоретики”. Составят вопросы к викторине и ответят на них.
Подробности вашей деятельности в памятках (приложение 1). Все команды по ходу урока могут друг друга дополнять.
Вспомним опорные понятия.
Внутренняя энергия тела – это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.
Внутренняя энергия можно изменить с двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи.
Теплопередача – это процесс изменения внутренней энергии тела без совершения работы
Теплота – часть внутренней энергии, переданной от одного тела к другому при теплообмене.
II.
Итак, тема урока “Передача теплоты”. Мы рассмотрим виды теплопередач, их примеры проявления в природе и использования в быту, технике.
Обратите внимание на раздаточный материал (приложение 2). Здесь представлена основа для опорного конспекта, с которым мы будем работать.
Пожалуйста, экспериментаторы, начнем с опыта, изображенного на опорном конспекте. Открывайте термос, наливайте горячую воду в стакан и опускайте металлическую ложку (комнатной температуры). Возьмите рукой за свободный конец ложки. Подождите немного. И одновременно проделаем другой опыт со стеклянной и металлической линейками. На линейках воском прикреплены кнопки. Зажигайте свечу и устанавливаем ее у свободных концов линеек.
Что происходит, ребята?
I экспериментатор – конец ложки нагрелся.
II экспериментатор – на металлической линейке начали падать кнопки постепенно. Сначала падают те, которые расположены ближе к пламени свечи.
- А почему? Мы здесь наблюдаем передачу тепла?
- Да. От горячей воды к ложке, от одного конца линейки к другому.
Такой вид теплопередачи обусловлен тепловыми движениями и столкновениями частиц, из которых состоят вещества: скорость колебательного движения частиц металлической линейки увеличивается в той части, которая ближе к пламени; так как частицы взаимодействуют друг с другом, то увеличивается и скорость движения соседних частиц. Следовательно, увеличивается и температура в данной части проволоки. Такой вид теплопередачи называется теплопроводностью – это перенос тепла, при взаимодействии частиц.
Обратите внимание, что при передачи тепла в данном случае переноса тела не происходит.
Наш эксперимент показал, что металл лучше проводит тепло, чем стекло.
Опыты показывают, что металлы переносят тепло лучше, чем жидкости, а жидкости лучше, чем газы. Т.е. разные вещества имеют разную теплопроводность.
Теплопроводность жидкостей и газов очень мала, но в этих агрегатных состояниях вещества хорошо осуществляется другой вид теплопередачи.
Проведем, ребята, опыт с бумажной вертушкой (или хитрой змейкой).
III экспериментатор – укрепляет ее на острие провода и помещает над пламенем свечи.
Почему она крутится?...
Значит, воздух, соприкасаясь с пламенем свечи, нагревается, становится легче (или менее плотным), чем окружающий его холодный воздух и под действием силы Архимеда прогретые потоки воздуха поднимаются вверх, а их место занимает холодный воздух. Эти потоки называются конвенционными, а перенос энергии – конвенцией.
Посмотрим, как происходит этот вид теплопередачи в жидкостях. Следующий опыт.
IV экспериментатор – на дно колбы с водой бросает несколько кристалликов марганцовокислого калия.
Поясните, что происходит?...
Марганцовка окрашивает струи воды в фиолетовый цвет. Мы видим, как нагретые слои жидкости вытесняются более тяжелыми холодными слоями. Благодаря такому движению вся вода равномерно прогревается.
Как вы думаете, ребята, этот вид теплопередачи может осуществляться в твердых телах?
Ответ: Нет, т. к. в твердых телах вещество не может перемещаться, в них не могут образовываться потоки вещества. Итак, это – конвенция. Допишем недостающие слова в конспекте.
Рассмотренные нами примеры – это естественная (или свободная) конвенция. Вынужденная – если перемешивать жидкость мешалкой, ложкой, насосом.
А сейчас, ребята, вспомним строчки из эпиграфа к нашему уроку:
“Лучам приветственное слово,
А Солнцу – громкое “ура!”
Вам хорошо известно, что основным источником тепла на Земле является Солнце.
Как передается тепло от Солнца к Земле? Конвенцией, теплопроводностью или каким- то новым способом?
Учитель: Проведем опыт!
V экспериментатор – жестяную банку разрезали пополам. Одна половина с блестящей поверхностью, другая с закопченной (закоптили над пламенем свечи). К внешним сторонам этих половинок прикрепили пластилином спички. Помещаем посередине лампу, можно любое нагретое тело.
Учитель: Пока идет время, необходимое для опыта, давайте порассуждаем. Вернемся к вопросу о передачи тепла от Солнца к Земле.
1. Когда мы хотим спрятаться от Солнца, то, что мы делаем?
Правильно! Встаем под деревом, закрываемся газетой и т.д. Так, если бы тепло от Солнца передавалась теплопроводность или конвенцией, то мы оказались бы окруженными нагретым воздухом и экраны не сыграли бы никакой роли.
2. Еще аргумент приведем не в пользу теплопроводности и конвенции. Все пространство за пределами нашей атмосферы содержит очень разреженное вещество (вакуум). А для осуществления теплопроводности, конвенции необходимо что? (к конспекту) среда.
Т.е. передача тепла от Солнца к Земле не возможна ни теплопроводностью, ни конвенцией.
Итак, что получается в ходе опыта?
Дети: Падает спичка с закопченной жестяной поверхности.
Учитель: Почему?
Дети: Поверхность жести нагрелась, пластилин растаял и спичка упала.
Учитель: Т.е. тепло передалось от лампочки к жести лучами (или от нагретого тела теплоприемнику).
Учитель: С темной поверхности спичка упала раньше, что это значит?
Дети: Тела с темной поверхностью лучше поглощают (и излучают) энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность.
Учитель: Т.е. в данном случае передача тепла происходит путем нового вида теплопередачи – излучения!
Главной особенностью этого вида теплопередачи в том, что излучение может осуществляться в полном вакууме! (Работаем по конспекту.)
Излучают энергию все тела: тело человека, печь, электрическая лампа.
Но чем выше температура тела, тем сильнее его тепловое излучение.
Тела не только излучают энергию, но и поглощают ее.
Допишем в опорном конспекте слово излучение! Надо отметить что, теплопередача – это процесс переноса тепла внутри тела или одного тела к другому, обусловленный разностью температур. Интенсивность переноса тепла зависит от свойств вещества, разности температур и подчиняется экспериментально установленным законам природы.
Спасибо нашим “Экспериментаторам”. Вторая и третья команды откройте конверты с заданиями, приступайте к работе. “Экспериментаторам” предлагается тест для закрепления новой темы (приложение 4; после выполнения теста ребята оценивают его друг у друга критериями, выданными учителем).
Вторая команда “Творческих дел мастера” работала над таблицей хороших и плохих проводников тепла.
Представьте, пожалуйста, свою работу.
1 ученик: Перечисляет хорошие проводники тепла: алюминий, чугун, сталь и др.
2 ученик: Область применения: радиаторы отопления, посуда для приготовления пищи, кипятильники, паяльники.
Учитель: Давайте, ребята, сравним теплопроводность металлов по таблице (приложение 2). Наибольшей теплопроводностью обладают какие металлы?
Ученик: Серебро, медь, золото, алюминий.
Учитель: Какие вещества вы отнесли к плохим проводникам?
3 ученик: Перечисляет: шерсть, мех, пух, вата, керамика, дерево, кирпич и др.
4 ученик: Область применения: покров животных, меховая одежда, теплоизоляция зданий, посуда для приготовления пищи и др.
Спасибо вам, “Творческих дел мастера”. Слово – “Теоретикам”!
Ребятам надо было составить из предложенных вопросов мини-викторину (3-4 вопроса), закрепляющую новую тему. Чтобы быть уверенным в ответе, надо было найти к подобранным вопросам текст-заготовку (приложение 3).
III.
Подведем итоги урока. Еще раз обратимся к опорному конспекту. Мы познакомились с какими видами теплопередачи?...
Приведите примеры их проявления в природе, применения в быту, технике...
Итак, мы познакомились с тремя видами теплопередач, их проявлениям в природе, применением в быту, технике. Увидели межпредметные связи с географией, биологией, химией, технологией.
Особо следует отметить ваши творческие работы в виде экспериментальных установок, успешную работу в группах.
Д/з.: § 31,32; на выбор проектная деятельность: составление кроссворда, обобщающие таблицы, сообщение по дополнительному материалу.