Цель: повторение, систематизация и обобщение знаний, развитие самостоятельности, умения работать с первоисточниками.
Задачи
Образовательные:
- расширение кругозора учащихся;
- развитие познавательных способностей
Развивающие:
- развитие интереса к физике, технике и отечественной истории;
- развитие навыков самостоятельной работы с дополнительной литературой и интернетом;
- находить и отбирать требуемую информацию, анализировать полученные сведения, приводить их в систему.
Воспитательные:
- воспитание нравственных качеств, отражающих отношение друг к другу: доброта, деликатность, взаимопомощь.
Оформление:
- Стенная газета со статьями:
- Тепло и свет солнечных лучей.
- Теплоэнергетика будущего.
- Тепло и ток – маршрут без пересадки.
- Машина тепла и холода.
В газете есть разделы «Новости науки и техники», «Знаешь ли ты?», «Подумай!».
- Стенд «Холод на службе человека».
- Портретная галерея «Это они открыли окно в мир тепловых явлений».
- Викторины:
- «Умей найти, умей сделать, умей объяснить».
- «Кто быстрее сообразит».
- «Кто лучше знает».
- Пословицы и поговорки на тему «Тепло и холод»
Программа заседания.
- Cообщения:
- «Развитие учения о теплоте»
а) Первые опыты Герона Александрийского с нагретым воздухом и паром. Первый тепловой двигатель – «эолипил», сконструированным Героном.
б) Изобретение термометра, положившее начало систематическим изучениям тепловых явлений.
в) Работы Г. Рихмана в области тепловых явлений.
г) Основные положения «теории» теплорода.
д) Корпускулярная теория теплоты. Работы великого русского ученого М.В.Ломоносова в области теплоты. Борьба М.В.Ломоносова против теории теплорода.
е) Опыты Б.Румфорда, Г.Дэви, приведшие к результатам, которые не могла объяснить теплородная теория. Крушение теории теплорода.
ж) Опыты Д.Джоуля, из которых вытекал вывод об обратимости теплоты и механической энергии. Теоретические труды Р.Майера, Г.Гельмгольца и установление закона сохранения и превращения энергии.
з) Молекулярно-кинетическая теория строения вещества. Внутренняя энергия. Количество теплоты – мера энергии, полученной или отданной телом в процессе теплопередачи. - «Что такое температура и как она измеряется».
а) Температура как величина. Характеризующая интенсивность хаотического движения молекул.
б) Первые термометры6 термоскоп Галилея, термометр Фаренгейта.
в) Температурная шкала Цельсия (1742 г.)
г) Абсолютная шкала температур. Понятие об абсолютном нуле. Определение градуса Кельвина, принятое Международной системой единиц.
д) Газовый (водородный) термометр.
е) Принципы действия термометров, применяемых в современной технике и научных исследованиях: термометры сопротивления, электрические термометры, оптические пирометры. - «Низкие и сверхнизкие температуры. Холод на службе у человека».
а) Какие низкие и сверхнизкие температуры удается получать с помощью современной техники.
б) Способы получения низких температур. Компрессионные и пароводяные холодильные машины.
в) Получение сверхнизких температур методом магнитного охлаждения. Выдающиеся заслуги советского ученого П.Л.Капицы в области получения и изучения сверххолода.
г) Холод на службе у человека. - «Современные тепловые двигатели».
а) Современные паровые машины, применяемые в качестве двигателей на водном транспорте.
б) Двигатели внутреннего сгорания – самые распространенные современные двигатели. Пути их совершенствования: увеличение к.п.д. на единицу веса двигателя, уменьшение габаритов машины и улучшение эксплуатационных качеств.
г) От простейшей паровой вертушки Герона до современных гигантских паровых турбин.
- Экскурсия по «портретной галерее»: «Это они открыли окно в мир тепловых явлений» (Портреты ученых-физиков: Р. Майер, Р. Клаузиус, Д. Джоуль, Г. Гельмгольц.)
- Занимательная часть:
а) викторины;
б) решение экспериментальных и расчетных задач;
в) занимательные опыты. - Подведение итогов и награждение наиболее активных участников.
Содержание предлагаемых задач.
- Определить среднюю мощность пламени горящей спички.
Оборудование: весы, спички, разновес, секундомер, вода в небольшом сосуде, таблицы физических величин, бумага, карандаш.
Ответ: N=qm/t=74 Вт. - Определить, какое количество теплоты выделится вследствие трения при подъеме груза с помощью неподвижного блока на максимально возможную в условиях данного опыта высоту.
Оборудование: штатив с неподвижным блоком, груз на бечевке, динамометр, метр, часы.
Ответ: Q = (F – P)h (Дж).
Викторина «Умей найти, умей сделать, умей объяснить».
- В стеклянный сосуд с водой погружают лед (чтобы он не всплывал, его нужно придавить небольшим грузиком). На поверхность воды осторожно наливают эфир и поджигают его, но лед от пламени не тает. Почему?
Ответ. Вода – плохой проводник тепла. - Пробирку с водой нагревают в пламени спиртовки. Когда вода закипает, пробирку закрывают пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка с резиновой грушей на конце. Если грушу сжать, кипение прекращается, если отпустить – вода закипает снова. Как объясняется это явление?
Ответ. При сжимании груши повышается давление в пробирке и, следовательно, температура кипения воды. При отпускании груши давление в пробирке уменьшается, температура кипения – тоже. - Согнутая трубка наполнена чистой водой и опущена концами в сосуд с подкрашенной водой. Трубку подогревают на спиртовке. Как объяснить круговорот воды?
Ответ. Образование конвекционных токов. - В химическом стакане с холодной водой находятся два термометра – ртутный и спиртовой; их показания одинаковы. Если же теперь термометры перенести в сосуд, наполненный горячей водой, то в первый момент их показания будут отличаться друг от друга. Объяснить почему. При каких условиях данная картина наблюдаться не будет?
Ответ. Ртуть по сравнению со спиртом обладает малой удельной теплоемкостью и большой теплопроводностью.
Первая часть викторины «Кто быстрее сообразит».
- Почему плодовые деревья вблизи больших озер долго не распускаются?
Ответ. Вода имеет большую удельную теплоемкость. Вследствие этого вода в больших озерах нагреваются весной медленно и поэтому длительное время поглощает тепло из окружающего воздуха. Плодовые деревья вблизи озер из-за охлаждающего действия воды распускаются позднее. - Что будет более эффективно в качестве грелки: кирпич массой 1 кг, нагретый до 100°С, или литровая бутылка, наполненная до краев водой при той же температуре?
Ответ. Более эффективной будет литровая бутылка, т.к. удельная теплоемкость воды больше удельной теплоемкости кирпича. - Почему «…на морском берегу, разбивающем волны, платье сыреет всегда, а на Солнце, вися, оно сохнет…»? (Лукреций Кар)
Ответ. Относительная влажность воздуха на морском берегу больше. Чем вдали от него, вследствие этого одежда сыреет. Испарение влаги с одежды, развешанной в солнечном месте, происходит быстрее, т.к. воздух сух. - Почему сады и виноградники весной страдают от заморозков больше в низменностях, чем на возвышенностях?
Ответ. Так как при заморозках холодный воздух опускается в низменности. - Будет ли гореть спичка, зажженная внутри искусственного спутника Земли, выведенного на орбиту?
Ответ. Нет, т.к. в невесомости нет конвекции воздуха, а значит, и притока кислорода к зажженной спичке. - Почему пыль, представляющая частицы твердого вещества, довольно долго удерживается в воздухе во взвешенном состоянии?
Ответ. Пылинки испытывают непрерывные удары со стороны хаотически движущихся молекул воздуха. - Почему 35° зной в Средней Азии переносится легче, чем 24° жара в Санкт-Петербурге?
Ответ. В Санкт-Петербурге относительная влажность воздуха больше, чем в Средней Азии, поэтому испарение влаги с поверхности человеческого организма происходит медленно. Вследствие этого организм перегревается. - Изменится ли скорость таяния льда, внесенного в теплую комнату, если его накрыть шубой?
Ответ. Таяние льда замедлится, т.к. шуба обладает плохой теплопроводностью и вследствие этого приток тепла ко льду уменьшится.
Вторая часть викторины «Кто лучше знает?»
- Кто и в каком году писал: «Настанет, вероятно, со временем даже такая эпоха, что угля из земли вынимать не будут, а там, в земле, его сумеют превратить в горючие газы и их по трубам будут распределять на далекие расстояния»? Применяется ли данный метод в настоящее время? Если да, то где?
Ответ. Д. И. Менделеев; в 1888 г. Шатская электростанция (Тульская обл.), работающая на газе, полученном при подземной газификации угля, построена в нашей стране в 1957 г. - Почему в нашей стране прекращен выпуск паровозов? Каков К.П.Д. современных тепловозов?
Ответ. До 28 %. - Где построен самый крупный в Европе и Азии промышленный холодильник для хранения рыбы и насколько тонн он рассчитан?
Ответ. В порту Находка. Холодильник рассчитан на 17 тыс. тонн рыбы. - Кому принадлежат эти замечательные слова о М. В. Ломоносове: «…на берегах Ледовитого моря, подобно северному сиянию, блеснул Ломоносов. Ослепительно и прекрасно было это явление. Оно доказало собой, что человек есть человек во всяком состоянии и во всяком климате, что гений умеет торжествовать над всеми препятствиями, какие ни противопоставляет ему враждебная судьба, что, наконец, русский способен ко всему великому и прекрасному не менее всякого европейца…»?
Ответ. В. Г. Белинскому. - Кто автор этих строк:
«Везде исследуйте всечасно,
Что есть велико и прекрасно,
Чего еще не видел свет»?Ответ. М. В. Ломоносов.
Пословицы и поговорки.
Одни уста и теплом, и холодом дышат.
В каждом сердце и жар, и холод.
И холодно, и голодно, и до дома далеко.
Май холодный — не будешь голодный.
Огонь хороший слуга, да плохой хозяин.
Январь наступает, мороз людей обнимает.
Лошади спят стоя - к холоду, ложатся - к теплу.
Птицы перед теплом садятся на верхушки деревьев.
Ворона под крыло клюв прячет – к холоду.
Холод хлеб растит, тепло колос наливает.
В зимний холод всякий молод.
Мороз не велик, да стоять не велит.
Береги нос в большой мороз.
Холодно, да не оводно.
Холодная зима – жаркое лето.
Держи голову в холоде, живот в голоде, а ноги в тепле.
Холоден сентябрь, да сыт.
И в морозную погоду и огонь холоден.
Литература для подготовки докладов.
- М. И. Блудов. Беседы по физике, ч.1. М., «Просвещение», 1980.
- Я. М. Гельфер. Закон сохранения и превращения энергии. М., Просвещение, 1972.
- Детская энциклопедия, т. 5. М., Издательство АПН РСФСР, 1968.
- А. С. Енохович. Физика. Техника. Производство. Краткий справочник. М., Просвещение, 1980.
- Книга для чтения по физике, ч.2. М., Просвещение, 1971.
- П. С. Кудрявцев. История физики, ч.1. М.. Просвещение, 1985.
- Интернет.