Цель урока: применить знания по теме «Виды теплопередачи» в строительстве дома на теоретическом уровне.
Обучающая задача: повторение знаний о видах теплопередачи (теплопроводности, конвекции, излучения); обучение умению давать ответы на качественные вопросы по тепловым явлениям.
Развивающая задача: способствовать развитию умений сравнивать, анализировать, выделять главное, кратко излагать материал.
Воспитательная задача: содействовать экологическому и экономическому воспитанию учащихся, формированию умений работать в группе.
Основной материал:
Теплопроводность разных строительных материалов. Практическое применение энергии излучения. Отопление и охлаждение жилых помещений. Тяга. Экология жилища.
Мудрость – дочь опыта.
Леонардо да Винчи
План урока
1. Организационный момент. Мотивация учебной деятельности.
Вступление учителя:
- Помните английскую сказку «Три поросёнка», где каждый из братьев Ниф-Ниф, Нуф-Нуф, Наф-Наф построил свой дом. (Приложение 1. Слайд 2) Первый из соломы, второй – из веток, третий – из камня. Или русскую народную сказку «Лиса, заяц и петух», где лиса построила ледяную избу, а заяц – лубяную. Как говорят: «Сказка – ложь, да в ней намёк, добрым молодцам урок!» Да, строительство дома – дело серьёзное!.. Прикройте глаза и представьте, какой бы вы хотели иметь свой дом. Скорее всего, это большой красивый и в то же время уютный и теплый, в котором можно было бы прожить семьёй долго-долго лет! А как сделать дом тёплым и безопасным для здоровья? (Приложение 1. Слайд 3-5) Помогут ли нам полученные недавно знания по видам теплопередачи? Что бы вы хотели узнать нового? (Примерные ответы учеников: Чтобы построить теплый дом, нужно знать теплопроводность строительных материалов. Как нужно отапливать дом в холодное время года и т.п.).
Цель урока: применить знания по теме «Виды теплопередачи» в строительстве дома на тео-ретическом уровне.
Для выполнения цели урока повторим теоретический материал с помощью небольшого теста, лучших выполнивших тест назначим руководителями проектных групп, поработаем в группах по конкретным вопросам, выслушаем эксперта по вопросам экологии жилища, подведем итоги. В течение урока необходимо будет заполнять бланк ваших отметок:
Фамилия, имя ____________________________________________________________
| Вид деятельности | |||||
| Тест № 1 | Работа в группе | Тест № 2 | Выступление перед классом | Итоговая отметка | |
| Отметка | |||||
2. Повторение пройденного материала
Тест № 1
Вариант 1 (Приложение 2. Компьютерный вариант)
1. Перенос энергии от более нагретых тел менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, называется …
а) теплоотдачей;
б) излучением;
в) конвекцией;
г) теплопроводностью.
2. Процесс излучения энергии более интенсивно осуществляется у тел …
а) с темной поверхностью;
б) с блестящей или светлой поверхностью;
в) имеющих более высокую температуру;
г) имеющих более низкую температуру.
3. Вид теплопередачи, при котором перенос энергии осуществляют сами струи газа или жидкости,-
а) теплоотдача;
б) излучение;
в) конвекция;
г) теплопроводность.
4. Какое из указанных веществ обладает наименьшей теплопроводностью?
а) бетон;
б) мрамор;
в) дерево;
г) кирпич.
5. Какое из указанных веществ обладает наибольшей теплопроводностью?
а) сталь;
б) воздух;
в) дерево;
г) кирпич.
6. Где теплопередача может происходить путём конвекции…
а) только в твердых телах;
б) только в жидкостях и газах;
в) только в газах;
г) только в жидкостях.
Тест № 1
Вариант 2 (Приложение 3. Компьютерный вариант)
1. Конвекция может происходить …
а) только в газах;
б) только в жидкостях;
в) только в твердых телах;
г) только в жидкостях и газах.
2. Вид теплопередачи, при котором перенос энергии от одной части тела к другой осуществляют молекулы или другие частицы, -
а) теплоотдача;
б) излучение;
в) конвекция;
г) теплопроводность.
3 . Вид теплопередачи, при котором перенос энергии может осуществляться и в вакууме,-
а) теплоотдача;
б) излучение;
в) конвекция;
г) теплопроводность.
4. Какое из указанных веществ обладает наименьшей теплопроводностью?
а) сталь;
б) мрамор;
в) бумага;
г) кирпич.
5. Какое из указанных веществ обладает наибольшей теплопроводностью?
а) пробка;
б) воздух;
в) дерево;
г) железо.
6. Процесс излучения энергии более интенсивно осуществляется у тел …
а) имеющих более низкую температуру;
б) имеющих более высокую температуру;
в) имеющих гладкую поверхность;
г) имеющих шероховатую поверхность.
Примечание: В случае выполнения теста в бумажном варианте, осуществляется взаимопроверка.
Ответы
| Вопрос | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Вариант 1 | г | в | в | в | а | б |
| Вариант 2 | г | г | б | в | г | б |
Верный ответ на 1 вопрос – 1 балл.
6 баллов – «5»; 4 балла – «3»; 5 баллов – «4» ; 3 балла и меньше – «2».
В компьютерном варианте – отметка выдается программой. Для получения отметки необходимо щёлкнуть курсором на выплывающее сверху окошко «В целях безопасности Internet…», затем - на «Разрешить заблокированное содержимое» и в окошке «Запуск активного содержимого» - на «Да».
3. Работа в группах по изучению нового материала
Из тех, кто получил отметку «5» или «4» выбираются руководители групп. Цели групп:
1. Сформулировать рекомендации о строительстве
1 группа - стен дома, 2 группа - крыши, 3 группа – окон и дверей, 4 группа – пола, 5 группа – отопления; 6 группа – экологи (выбирается на предыдущем уроке и там же дается задание: подобрать материал по экологии жилища).
2. Дать оценку каждому участнику по результатам работы группы:
Показатели оценки работы участника группы
(выдается руководителю группы)
- Если участник был активен, находил нужную информацию и предлагал правильные ответы - отметка «5».
- Если были ошибки в суждениях – «4».
- Если участник был мало активен, не находил нужную информацию или предлагал не пра-вильные ответы, то отметка не ставится.
- По возможности составить по теме группы качественные задачи и предложить классу.
Учитель: «Если возникнут вопросы, на которые хотелось бы найти ответ, но время урока это сделать не позволило, то вопрос записать и попытаться найти ответ как дополнение к домашнему заданию».
1 группа - 4 группа
Источники информации:
Таблица 1. Теплопроводность древесины (при 20–30°C)
| Материал | Теплопроводность, λ, 10-3 Вт/(м•К) |
| Береза | 0.15 |
| Дуб (поперек волокон) | 0.20 |
| Дуб (вдоль волокон) | 0.4 |
| Ель | 0.11 |
| Кедр | 0.095 |
| Клен | 0.19 |
| Лиственница | 0.13 |
| Сосна (поперек волокон) | 0.15 |
| Сосна (вдоль волокон) | 0.40 |
| Тополь | 0.17 |
Таблица 2. Теплопроводность строительных материалов (при 20–30°C)
| Материал | Теплопроводность, λ, 10-3 Вт/(м•К) |
| Бетон | 700 - 1300 |
| Войлок строительный | 44 |
| Железобетон | 1550 |
| Кирпич красный | 450 - 650 |
| Кирпич силикатный | 800 |
| Кирпич шлаковый | 580 |
| Раствор цементный | 470 |
| Раствор цементно-песчаный | 1200 |
| Рубероид | 170 |
| Стекловата | 52 |
| Стекловолокно | 40 |
| Толь бумажный | 230 |
| Фанера | 150 |
| Шлакобетон | 700 |
| Штукатурка сухая | 790 |
| Засыпка из опилок | 93 |
| Засыпка из стружки | 120 |
| Засыпка из шлака | 190 - 330 |
Примечание: λ- коэффициент теплопроводности, который численно характеризует теплопроводность различных материалов. 1 Вт/(м•К) = 1 ватт/метр • кельвин (кельвин - единица измерения температуры)
Чем больше коэффициент теплопроводности, тем больше тепла передаётся от более нагретого участка к менее нагретому.
Текст «Энергетика и теплоснабжение» из приложения к учебнику А.П.Рыжикова «Физика. Человек. Окружающая среда» (стр.31-32) (Приложение 4)
5 группа (отопление)
Источники информации: стр. 178-180 учебника А. В. Перышкина «Физика 8».
6 группа (экологи)
Источники информации: интернет ресурсы.
4. Выступление представителей групп с рекомендациями.
Результаты работы 1 группы
- Фундамент дома делают часто из бетона, чтобы прочным был, но для его утепления и сохранности можно сделать «завалинку».
- Наиболее теплый дом – деревянный.
- Наиболее теплый кирпичный дом из красного кирпича (пористого) или кирпича шлакового.
- Для утепления дома можно положить между двойными стенками материал (поролон, войлок строительный, стекловату, стекловолокно, опилки и т.п.) - плохой проводник тепла.
- Стекловолокно в бетонных, железобетонных панельных домах утепляют их.
- Фанера или деревянное покрытие изнутри дома сохранит больше тепла, чем сухая штукатурка.
Результаты работы 2 группы
- Гипсолитовые плиты уменьшают потери тепла.
- Если покрывать дом шифером на рубероиде, то лучше делать дополнительный слой из пенопласта или стекловаты. Этого совета можно придерживаться и при других покрытиях крыши.
- Сверху на потолочные перекрытия в частных домах насыпают слоем смесь песка с опилками.
Результаты работы 3 группы
- Входные двери хорошо утеплять материалом с низкой теплопроводностью. Например, поролоном, войлоком строительным, стекловатой, стекловолокном.
- Окна с двойным стеклом уменьшают потери тепла.
- Стекла некоторых зданий покрывают специальной пленкой, уменьшающей потери тепла на излучение.
- Изготавливают оконные блоки, в которых между стеклами воздух заменяют газами с малой теплопроводностью.
- Летом стекла окон, сильно освещенных солнечными лучами, можно прикрывать фольгой для предупреждения сильного нагревания воздуха в комнате. Фольга имеет зеркальную поверхность, поэтому хорошо отражает излучение.
Результаты работы 4 группы
1. Под полом проложить трубы с горячей водой и комната будет обогреваться за счет конвекции.
2. Сделать небольшой подогрев полов (см пункт 1) как дополнение к общему отоплению.
Экологи
Опасность для здоровья человека представляют радиоактивные стройматериалы, особенно вулканического происхождения – гранит, пемза, туф. Источником повышенной радиации может оказаться и радон. Опасен не сам радон, инертный газ, а продукты его распада. Радон выделяется из земли, его источником также служит камень, особенно гранит, бетон, содержится он и в воде.
Суммарная доза радона опасная для здоровья (вызывает рак лёгких) – 200 беккерель на 1 м3.
Концентрация радона в различных веществах и материалах, Бк/ м3
| Бк/ м3 | |
| Стройматериалы | 6,4 |
| Природный газ (бытовой) | 0,3 |
| Воздух на улице | 5 |
| Почва под домом | 41,7 |
Рекомендации:
- Использовать при строительстве экологически чистые стройматериалы.
- С помощью специального оборудования (эспанометры, дозиметры) проверить почву под строительство дома, стройматериалы на наличие радона.
- Все щели вокруг труб, плинтусов и т.п. заделывать герметически.
Результаты работы 5 группы
Рассказ по тексту учебника с использованием самодельных плакатов «Тяга» (Приложение 1. Слайд 6) и «Водяное отопление» (Приложение 1. Слайд 7).
Экологи
При строительстве дома нужно учитывать и ряд других факторов. Коротко о них.
Физика и экология жилища
(Приложение 1. Слайд 8)
| Фактор опасности | Влияние на человека | Источники | Рекомендации |
| Электромагнитные волны | Ухудшение здоровья человека | Линии электропередач | Не строить дом ближе сотен метров от линии электропередач |
| Питьевая вода | Ухудшение здоровья человека за счёт попадания в организм примесей (твёрдые частицы, вредные вещества) | Кислотные дожди, промышленные, транспортные и бытовые отходы, стоки | Использовать фильтры для очистки воды |
| Акустический фон | Ухудшение здоровья человека за счёт увеличение шумового фона | Транспорт, предприятия | Устанавливать третье стекло в окнах или шумоизолирующие пакеты; не допускать «гудение» труб и кранов |
5. Закрепление знаний
Учитель: «Проверим, как вы были внимательны к даваемой вам информации, как её запомнили. Ответы записываются в виде таблицы, и осуществляется взаимопроверка».
Тест № 2
(Приложение 1. Слайд 9-10. Компьютерный вариант)
1. Подвал – самое холодное место в дом. Какое явление будет причиной этого?
а) теплоотдача;
б) излучение;
в) конвекция;
г) теплопроводность.
2. Из какого материала лучше строить дом, чтобы он был теплым и экологически чистым?
а) брусья дерева;
б) деревянные щиты;
в) кирпич;
г) шлакоблоки.
3. На каком виде теплопередачи основывается ваш ответ на предыдущий ответ?
а) поглощение;
б) излучение;
в) конвекция;
г) теплопроводность.
4. И всё же сейчас чаще строят кирпичные дома. Из какого кирпича это выгоднее сделать
а) кирпич красный (пористый);5. А печь из какого кирпича выкладывают
б) кирпич красный (сплошной);
в) кирпич силикатный;
г) кирпич шлаковый?
а) кирпич красный (пористый);Ответы:
б) кирпич красный (сплошной);
в) кирпич силикатный;
г) кирпич шлаковый?
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| в | а | г | а | в |
6. Выставление итоговой отметки за урок
Учитель:
- Если в бланке сумма ваших отметок равна 14-15, то итоговая отметка «5»; если 11-13, то «4»; если 8–10, то «3»
7. Домашнее задание: стр. 178-183 А. В. Перышкина. Задание по желанию: ответы на вопросы групп, на которые не смогли ответить в рамках урока, мини-сочинение с использованием физических терминов по теме «Мой будущий дом» или рисунок на ту же тему.
8. Рефлексия
Учитель: «Хотелось бы услышать ваши мнения о том, какая цель была нашего урока. Достигли мы её? Выступление какой группы вам кажется наиболее интересным и запоминающимся. Какие возникали трудности и как вы с ними справлялись?
Вы многое узнали. Можем хоть сейчас строить? Или всё ещё можем повторить ошибки упомянутых в начале урока сказочных героев? Вы творчески поработали. Спасибо!»
