Цели урока:
- Образовательные:
- закрепить и систематизировать знания учащихся по теме «Внутренняя энергия, способы её изменения. Тепловые процессы. Основные формулы для расчёта количества теплоты»;
- научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни, научить учащихся применять знания в новой ситуации, развивать умения объяснять окружающие явления, совершенствовать навыки решения качественных и расчетных задач, расширить кругозор учащихся;
- продолжить формировать умение учащихся работать с физическими приборами и с их помощью определять количество теплоты необходимое для нагревания вещества;
- учить логически рассуждать при решении качественных задач;
- учить практически и теоретически вычислять количество теплоты;
- закрепить умения пользоваться справочным материалом;
- повторить алгоритм решения расчетных задач;
- Развивающие: продолжить формирование умений делать выводы и обобщения, обнаруживать в быту и технике изучаемое понятие, а также развитие интеллектуальных способностей и любознательности учащихся;
- Воспитательные: продолжить воспитание отношения к физике как к экспериментальной науке; учить работать коллективно, прислушиваться к мнению товарищей.
Тип урока: комбинированный урок.
Оборудование: измерительный цилиндр, весы, набор гирь, калориметр, спиртовка, термометр, вода.
ХОД УРОКА
1. Организационный момент
Без света мы не могли б видеть окружающий нас мир, без звука – слышать, а без тепловых солнечных лучей ни мы сами, ни растения, ни животные не смогли бы существовать, следователь без тепла нет жизни. Но сильный холод и жара разрушают все живое. Все тела излучают энергию. Сейчас мы поговорим с вами о теплоте, о тепловых явлениях.
О теплоте начнём рассказ,
Всё вспомним, обобщим сейчас.
Энергия! Работа до кипенья!
Чтоб лени наблюдалось испаренье!
Мозги не доведём мы до плавленья,
Их тренируем до изнеможенья!
В учении проявим мы старание,
Идей научных видя обаяние!
Но как же жизнь бывает непроста
С той дамой, что зовётся: “ТЕПЛОТА”!
2. Повторение ранее изученного материала.
- Что такое внутренняя энергия?
- Как внутренняя энергия связана с температурой?
- Существуют ли в природе тела, в которых отсутствует внутренняя энергия?
- Какие существуют способы изменения внутренней энергии?
- Что такое теплопроводность? Примеры.
- Что такое конвекция? Примеры.
- Что такое излучение? Примеры.
- Что такое количество теплоты?
- В каких единицах измеряется?
- Как подсчитать количество теплоты?
- Что такое удельная теплоемкость?
- Как рассчитать количество теплоты?
В ходе ответов на доске заполняются таблицы.
| Внутренняя энергия это | Сумма кинетической и потенциальной энергии молекул, из которых состоит тело. |
| Способы изменения внутренней энергии | Совершение механической работы |
| Теплопередача |
| Вид теплопередачи | Определение | В какой среде происходит |
| Теплопроводность | Теплопроводностью называют процесс переноса энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. | В твердых телах, жидкостях и газах. |
| Конвекция | Конвекция — процесс переноса теплоты в жидкостях и газах потоками вещества. | В жидкостях и газах. |
| Излучение | Перенос энергии в виде электромагнитных волн. | В газах и вакууме. |
Величина |
Обозначение |
Единицы измерения |
Формулы для вычисления |
| Количество теплоты | Q | Дж | Q = m · с · (t2 – t1) Q = m · с · Δt |
| Удельная теплоемкость | с | Дж/кг· оС | с = Q / m · (t2 – t1) с = Q / m · Δt |
| Масса | m | кг | m = Q / с · (t2 – t1) m = Q / с · Δt |
| Начальная температура | t1 | оС | t1 = t2 – Q / m · с t1 = t2 – Δt |
| Конечная температура | t2 | оС | t2 = Q / m · с + t1 t2 = t1 + Δt |
| Разность температур | Δt | оС | Δt = Q / m · с Δt = t2 – t1 |
3. Решение качественных задач
1. Каков основной способ изменения внутренней энергии, если:
– точат нож;
– тает лед, принесенный в комнату;
– ломают проволоку;
– чайник греется на плитке;
– отмерзают уши зимой;
– лопается воздушный шарик.
2. Какой вид теплопередачи проявляется когда:
– кошка греется на Солнышке;
– из печной трубы идет дым;
– остывает жидкий металл;
– начинает жечь руку проволока, которой
мешают угли в костре.
3. Почему нагретые детали охлаждаются в воде быстрее, чем на воздухе?
4. Почему ствол винтовки покрывают деревянной накладкой?
5. Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?
6. Почему чайники лучше делать блестящими?
7. Одинакова ли внутренняя энергия одной и той же массы холодной и горячей воды? Почему?
8. Вода и водяной пар, имея равную температуру, например 100 °С, отличаются расположением молекул. Одинакова ли внутренняя энергия пара и воды? Почему?
9. Если в сугроб вылить в одном месте ведро теплой воды, а в другом — стакан кипятка, то в каком случае растает больше снега и почему?
10. Из баллона откачивают воздух. Как будет меняться при этом внутренняя энергия оставшейся в баллоне части воздуха? Почему?
11. Как можно отогреть озябшие руки, не используя нагретых предметов или теплых перчаток?
12. Почему после сильного шторма вода в море становится теплее?
4. Решение экспериментальной задачи
Рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания воды в алюминиевом стакане.
1. С помощью весов определить массу
алюминиевого стакана.
2. С измерительного цилиндра определить объем
воды.
3. Вычислить массу воды.
4. С помощью термометра определить начальную
температуру воды.
5. На спиртовке нагреть воду.
6. С помощью термометра определить конечную
температуру воды.
7. Вычислить по формуле количество теплоты,
необходимое для нагревания воды.
8. Вычислить по формуле количество теплоты,
необходимое для нагревания алюминиевого
стакана.
9. Вычислить общее количество теплоты.
5. Выполнение самостоятельной работы
Вариант 1
1. Беспорядочное движение частиц, из которых состоят все тела, зависимое от температуры, называется...
а) механическим движением;
б) тепловым движением;
в) криволинейным движением;
г) равномерным движением.
2. От каких физических величин зависит внутренняя энергия?
а) от температуры тела и его массы;
б) от скорости тела и его массы;
в) от положения одного тела относительно другого;
г) от температуры тела и его скорости.
3. В один стакан налили холодную воду, а в другой горячую в том же количестве. При этом …
а) внутренняя энергия воды в обоих стаканах одинакова;
б) внутренняя энергия воды в первом стакане больше;
в) внутренняя энергия воды во втором стакане больше;
г) определить невозможно.
4. Конвекцией называется процесс
а) переноса энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым участкам тела в результате теплового движения и взаимодействия частиц этого тела;
б) переноса энергии струями жидкости или газа;
в) переноса энергии от одного тела к другому при взаимодействии;
г) переноса энергии от одних тел к другим с помощью электромагнитного излучения.
5. Какое количество теплоты надо передать 300г воды, чтобы повысить ее температуру от 15°С до 100°С? (Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг·°С)
Вариант 2
1. В каком из приведенных примеров внутренняя энергия увеличивается путем совершения механической работы над телом?
а) нагревание гвоздя при забивании его в доску;
б) нагревание металлической ложки в горячей воде;
в) выбивание пробки из бутылки с газированным напитком;
г) таяние льда.
2. Перенос энергии от более нагретых тел к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, называется
а) теплопередачей;
б) излучением;
в) конвекцией;
г) теплопроводностью.
3. В алюминиевый, стеклянный и пластмассовый стаканы одинаковой вместимостью налили горячую воду. Какой из стаканов нагреется быстрее?
а) алюминиевый;
б) стеклянный;
в) пластмассовый;
г) все стаканы нагреются одновременно.
4. В каком месте жилого помещения устанавливаются обогревательные и охладительные установки?
а) обогревательные вверху, охладительные — внизу;
б) обогревательные — внизу, охладительные вверху;
в) в любом месте;
г) только внизу;
д) только вверху.
5. Какую массу воды можно нагреть на 10°С, если, израсходовано 1 кДж теплоты? (Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг•°С.)
Вариант 3
1. Каким способом осуществляется передача энергии от Солнца к Земле?
а) теплопроводностью;
б) излучением;
в) конвекцией;
г) совершением механической работы над телом;
д) теплопроводностью, конвекцией и излучением в равной мере.
2. В каком из приведенных примеров энергия передаются конвекцией?
а) нагревание металлической детали в печи;
б) человек, скользящий по канату, обжигает руки;
в) нагревание воздуха в помещении от батарей;
г) человек, обогревающийся у костра.
3. Количеством теплоты называют ту часть внутренней энергии, которую тело
а) только получает от других тел при теплопередаче;
б) имело первоначально;
в) получает или теряет при теплопередаче;
г) получает при совершении над ним работы.
4. Металлический прут, внесенный одним концом в пламя свечи, вскоре нагревается весь. Каким способом осуществляется передача энергии в этом случае?
а) теплопроводностью;
б) излучением;
в) конвекцией;
г) совершением механической работы.
5. Определите удельную теплоемкость металла, если для изменения температуры от 20°С до 24°С у бруска массой 100 г внутренняя энергия увеличилась на 152 Дж.
6 Итоги урока
– Что понравилось на уроке?
– Какую тему мы повторили?
– Что понравилось на уроке?
– Какие есть вопросы?
СПАСИБО ЗА РАБОТУ НА УРОКЕ!