Способ теплопередачи при котором внутренняя энергия передается при соударениях молекул

Способы передачи тепловой энергии

Передачу тепловой энергии называют теплопередачей. Есть три способа (рис. 1) передачи тепловой энергии:

С помощью теплопередачи можно изменять внутреннюю энергию тел.

Что такое теплопроводность

Теплопроводность — это передача (внутренней) тепловой энергии от одной части тела к другой его части.

Примечание: С помощью теплопроводности можно передавать тепловую энергию от одного тела к другому, если плотно прижать тела друг к другу.

При теплопроводности передается только энергия, а вещество не переносится.

Теплопроводности различных веществ отличаются. Металлы в твердом и жидком состоянии очень хорошо проводят тепло, то есть, обладают высокой теплопроводностью.

Примечание: Медь и серебро – это металлы с очень высокой теплопроводностью.

Но у остальных жидкостей теплопроводность меньше, чему твердых тел.

А у газов, например, у воздуха, теплопроводность очень мала. Поэтому пористые тела, содержащие большое количество газа, хорошо изолируют тепло.

Дом, построенный из пенобетона может иметь более тонкие стены, чем кирпичный дом.

В твердых телах тепло передается только с помощью теплопроводности.

Что такое конвекция и как она происходит

В жидкостях и газах тепло передается только с помощью конвекции. Конвекцио (лат.) – перенос.

Слои жидкости, или газа, имеющие различную температуру, могут самостоятельно перемешиваться. Этот процесс называется конвекцией.

Примечание: Конвекция — это самостоятельное перемешивание слоев жидкости, или газа, имеющих различную температуру.

Располагая руку в нескольких сантиметрах над горящей свечой, из-за конвекции мы можем ощущать тепло.

Как происходит конвекция: Более горячие слои жидкости, или газа, имеют маленькую плотность, поэтому поднимаются вверх, а их место занимают более холодные слои.

Примечание: Чтобы конвекция происходила хорошо, нужно нагревать жидкости и газы снизу.

— в чайнике нагревается вся вода, а не только находящаяся в нижней части чайника;

— воздух в помещении от пола до потолка прогревается батареями отопления, расположенными в нижней части помещения;

— дуют ветры, днем – с моря (дневной бриз), а по ночам – с суши на море (ночной бриз).

Что такое излучение

Излучение – это перенос тепловой энергии без помощи вещества. Поэтому в вакууме тепловая энергия переносится излучением.

Вакуум – это отсутствие молекул вещества в пространстве (глубокий вакуум в космосе), или, наличие небольшого количества молекул газа.

Например, в современных лабораториях можно из-под колокола откачать воздух до состояния, когда в одном кубометре пространства под колоколом будет содержаться всего несколько молекул воздуха.

Все тела могут излучать энергию. Сильно нагретые тела излучают больше энергии, чем более холодные.

Солнце – это большой раскаленный газовый шар, то есть, звезда. Солнце излучает тепло, это тепло через вакуум с помощью излучения переносится на Землю и нагревает ее поверхность и все тела, находящиеся на ней.

Известно, что черные предметы на солнце нагреваются очень быстро, а белые, почти не нагреваются.

По причине излучения более темные тела охлаждаются быстрее, чем белые.

В наши дни широкое распространение получили бытовые инфракрасные обогреватели. Эти обогреватели нагревают окружающие предметы с помощью теплового (инфракрасного) излучения.

Примечание: Теплопроводность и конвекция происходят в веществе. А излучение может переносить тепловую энергию без помощи вещества.

Источник

Термодинамика. Теплообмен.

Теплообмен — это самопроизвольный (т. е. совершаемый без принуждения) процесс передачи теплоты, происходящий между телами с разной температурой.

Можно сказать, что теплообмен — один из способов изменения внутренней энергии тела. Различают три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекцию и лучистый теплообмен.

Теплопроводность.

Теплопроводность — это вид теплопередачи, при котором происходит непосредственная передача энергии от частиц (молекул, атомов) более нагретой части тела к частицам его менее нагретой части.

Рассмотрим ряд опытов с нагревом твердого тела, жидкости и газа.

Закрепим в штативе толстую медную проволоку, а к проволоке прикрепим воском или пластилином несколько гвоздиков. При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск плавится, и гвоздики постепенно отпадают от проволоки. Причем сначала отпадают те, что находятся ближе к пламени, затем по очереди все остальные. Объясняется это следующим обра­зом. Сначала увеличивается скорость движения тех частиц металла, которые находятся ближе к пламени. Температура проволоки в этом месте повышается. При взаимодействии этих частиц с соседними скорость последних также увеличивается, в результате чего повышается температура следующей части проволоки. Затем увеличивается скорость движения следующих частиц и т. д., пока не прогреется вся проволока.

Следует помнить, что при теплопроводности само вещество не перемещается вдоль тела, пере­носится лишь энергия.

Рассмотрим теперь теплопроводность жидкостей. Возьмем пробирку с водой. Положим в нее кусочек льда и станем нагревать верхнюю часть пробирки. Вода у поверхности скоро закипит. Лед же на дне пробирки за это время почти не растает. Значит, у жидкостей теплопроводность невелика, за исключением ртути и жидких металлов.

Это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, чем в твердых телах.

Исследуем теплопроводность газов. Сухую пробирку наденем на палец и нагреем в пламени спиртовки донышко. Палец при этом долго не чувствует тепла.

Это связано с тем, что расстояние между молекулами газа еще больше, чем у жидкостей и твердых тел. Следовательно, теплопроводность газов еще меньше.

Итак, теплопроводность различных веществ различна.

Наибольшей теплопроводностью обладают металлы, особенно серебро и медь. Если теплопроводность различных веществ сравнивать с теплопроводностью меди, то окажется, что у железа она меньше примерно в 5 раз, у воды — в 658 раз, у пористого кирпича — в 848 раз, у свежевыпавшего снега — почти в 4000 раз, у ваты, древесных опилок и овечьей шерсти — почти в 10 000 раз, а у воздуха она меньше примерно в 20 000 раз. Плохой теплопроводностью обладают также воло­сы, перья, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство). Объясняется это тем, что теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.

Если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, ручки для кастрюль, сковородок изготавливают из пластмассы. Дома строят из бревен или кирпича, обладающих плохой теплопроводностью, а зна­чит, предохраняют помещения от охлаждения. На применении вакуума в качестве теплоизоля­ционного «материала» основано устройство термоса, или сосуда Дьюара, который был изобретен в 1892 г. английским ученым Джеймсом Дьюаром.

Конвекция. Конвективный теплообмен.

Конвекция (от лат. convectio — доставка) — это перенос массы в результате перемещения газа или жидкости.

Существуют различные виды конвекции. Мы рассмотрим свободную и вынужденную конвекции.

Свободная конвекция в газе или жидкости возникает тогда, когда имеются небольшие области, в которых плотность отличается от плотности основной окружающей их массы вещества. Тогда в условиях земного тяготения под действием силы Архимеда эти области начинают переме­щаться. Примером свободной конвекции является всем известное движение воздуха в помещении, в котором топится печь, имеется радиатор или другой источник тепла.

Поясним сказанное на примерах.

Поместив руку над горячей плитой или горящей электрической лампочкой, можно почувствовать, что над ними поднимаются теплые струи воздуха. Небольшая бумажная вертушка, пос­тавленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться.

Это явление можно объяснить таким образом. Часть воздуха, которая соприкасается с теплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотной, чем окружающий ее более холодный воздух. Под действием архимедовой (выталкивающей) силы эта более теплая часть воздуха начинает подниматься вверх. Ее место заполняет холодный воздух. Через некоторое время, прогревшись, этот слой воздуха также поднимается вверх, уступая место следующей порции воздуха, и т. д. Это и есть конвекция. В результате перемещения более теплых слоев воздуха происходит перенос тепла (т. е. энергии), или конвективный теплообмен.

Точно так же переносится энергия и при нагревании жидкости. Нагретые слои жидкости, менее плотные и поэтому более легкие, вытесняются вверх более тяжелыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь, нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой жидкостью. Благодаря такому движению жидкость равномерно прогревается. Это становится наглядным, если на дно колбы с водой бросить несколько кристалликов марганцовокислого калия, который окрашивает воду в фиолетовый цвет.

Вынужденная конвекция вызывается внешним механическим воздействием на среду. Примерами ее являются обычное перемешивание жидкости ложечкой, движение воздуха в комнате под действием вентилятора, течение жидкости в трубе под действием гидронасоса и т. д. Физические процессы, происходящие при вынужденной конвекции, связанной с движением тел с большими скоростями в атмосфере, моделируются в аэродинамических трубах, где воспроизводится обтека­ние неподвижных моделей потоком воздуха.

Таким образом, конвективный теплообмен может осуществляться в газообразной и жидкой среде при условии, что имеется разность температур между частями этой среды. Для осуществле­ния эффективного конвективного теплообмена в земных условиях в жидкостях и газах их следует прогревать снизу. Если их прогревать сверху, конвекция не происходит, ведь теплые слои и так находятся сверху и опуститься ниже холодных, более тяжелых, они не могут.

В отсутствие силы тяжести (в ракете, спутнике, межпланетном корабле) конвекция наблюдаться не будет. Следовательно, пользоваться там, например, спичками и газовыми горелками нельзя: продукты сгорания затушат пламя.

Конвекция в твердых телах происходить не может, поскольку частицы в них колеблются около определенной точки, удерживаемые сильным взаимным притяжением. В связи с этим при нагревании твердых тел потоки вещества в них образовываться не могут. Энергия в твердых телах передается теплопроводностью.

Лучистый теплообмен.

Лучистый теплообмен — это теплообмен, при котором энергия переносится различными лучами.

Это могут быть солнечные лучи, а также лучи, испускаемые нагретыми телами, находящими­ся вокруг нас.

Так, например, сидя около костра, мы чувствуем, как тепло передается от огня нашему телу. Однако причиной такой теплопередачи не может быть ни теплопроводность (которая у воздуха, находящегося между пламенем и телом, очень мала), ни конвекция (так как конвекционные потоки всегда направлены вверх). Здесь имеет место третий вид теплообмена — лучистый теплообмен.

Возьмем небольшую, закопченную с одной стороны, колбу.

Через пробку в нее вста­вим изогнутую под прямым углом стеклянную трубку. В эту трубку, имеющую узкий канал, введем подкрашенную жидкость. Укрепив на трубке шкалу, получим прибор — термоскоп. Этот прибор позволяет обнаружить даже незначительное нагревание воздуха в закопченной колбе.

Если к темной поверхности термоскопа поднести кусок металла, нагретый до высокой температуры, то столбик жидкости переместится вправо. Очевидно, воздух в колбе нагрелся и расши­рился. Быстрое нагревание воздуха в термоскопе можно объяснить лишь передачей ему энергии от нагретого тела. Как и в случае с костром, энергия здесь передалась не теплопроводностью и не конвективным теплообменом. Энергия в данном случае передалась с помощью невидимых лучей, испускаемых нагретым телом. Эти лучи называют тепловым излучением.

Лучистый теплообмен может происходить в полном вакууме. Этим он отличается от других видов теплообмена.

Излучают энергию все тела: и сильно нагретые, и слабо, например, тело человека, печь, электрическая лампочка. Но чем выше температура тела, тем сильнее его тепловое излучение. Излученная энергия, достиг­нув других тел, частично поглощается ими, а частично отражается. При поглощении энергия теплового излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.

Светлые и темные поверхности поглощают энергию по-разному. Так, если в опыте с термоскопом повернуть колбу к нагретому телу сначала закопченной, а затем светлой стороной, то столбик жидкости в первом случае переместится на большее расстояние, чем во втором (см. рисунок выше). Из этого следует, что тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию (и, следовательно, сильнее нагреваются), чем тела со светлой или зеркаль­ной поверхностью.

Тела с темной поверхностью не только лучше поглощают, но и лучше излучают энергию.

Способность по-разному поглощать энергию излучения находит широкое применение в техни­ке. Например, воздушные шары и крылья самолетов часто красят серебристой краской, чтобы они меньше нагревались солнечными лучами.

Если же нужно использовать солнечную энергию (например, для нагревания некоторых прибо­ров, установленных на искусственных спутниках), то эти устройства окрашивают в темный цвет.

Источник

Конспект урока по физике в 7 классе на тему: «Внутренняя энергия и способы её изменения. Виды теплопередачи».

Выбранный для просмотра документ виды теплопередачи.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Внутренняя энергия. Способы изменения. Виды теплопередачи. 7 класс .

Механическая энергия (повторение) потенциальная (энергия взаимодействия) При действии Fтяж При действии Fупр кинетическая (энергия движения) Eк – кинетическая энергия, Дж v– модуль скорости тела, м/с m – масса тела, кг

У всех видов энергии есть общее свойство: энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает; она лишь переходит из одного вида в другой или от одного тела к другому. Это утверждение называется законом сохранения энергии. 1кДж = 1000 Дж 1мДж = 0,001 Дж 1МДж = 1 000 000 Дж В СИ:

потенциальная энергия взаимодействия молекул кинетическая энергия движения молекул Внутренняя энергия

Внутренняя энергия тела зависит от : — температуры тела ; — агрегатного состояния вещества ; Внутренняя энергия тела не является постоянной величиной и изменяется при изменении температуры и (или) агрегатного состояния вещества.

Способы изменения внутренней энергии над телом самим телом совершение работы теплопередача внутренняя энергия увел. внутренняя энергия уменьш.

теплопроводность виды теплопередачи излучение конвекция

Теплопроводность . — перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет теплового движения и взаимодействия атомов, который приводит к выравниванию температуры тела. Не сопровождается переносом вещества!

Теплопроводность различных веществ разная.

Конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Конвекция невозможна в твёрдых телах. Конвекция может быть двух видов:

Конвекция в природе и технике

— это перенос энергии путем испускания электромагнитных волн.

Темные тела лучше поглощают излучение, чем светлые (или имеющие зеркальную, полированную поверхность), и лучше излучают.

Представьте, что мы оказались в Италии XV века. В роскошном замке миланского герцога Моро идет великолепный праздник, идею которого придумал великий Леонардо да Винчи. «Золотой век» Возрождения олицетворяет маленький мальчик, чье тело было сплошь покрыто золотой краской. После праздника о нем все забыли. И только на следующий день Леонардо да Винчи обнаружил малыша в темном углу холодного зала. Он плакал и дрожал от холода. Через несколько дней мальчик умер. Вопрос: В чем причина гибели «золотого мальчика»?

Постоянство температуры тела поддерживается путем регуляции отдачи тепла организмом. И эта роль принадлежит нашей коже, т. к. этот орган непосредственно контактирует с внешней средой и, следовательно, регистрирует изменение ее температуры.

Терморегуляция организма животных Мех, пух, шерсть Подкожный жир животных Почему при холодной погоде многие животные спят, свернувшись в клубок? Для чего животные и птицы весной «линяют»?

Известно ,что потеря тепла пропорциональна поверхности тела, поэтому размеры ушей, хвоста, лап животного играют важную роль в экономии тепла. Например, уши у животных холодных областей всегда меньше, чем у животных, обитающих в теплых местах. Большие уши пронизаны сетью кровеносных сосудов и служат «радиаторами» для охлаждения мозга животного. Почему уши у животных холодных областей всегда меньше, чем у животных, обитающих в теплых областях нашей планеты?

Важную роль в поддержании нужной температуры тела животных играет- жировой слой, мех, перья. Знаете ли вы, почему верблюд горбат? Если бы жировые запасы верблюда были распределены равномерно по всему телу, то вследствие плохой теплопроводности жира в знойной пустыне верблюд не смог бы охлаждаться и погиб бы от перегревания. Почему верблюд горбат?

Лохматая шубка позволяет шмелям собирать нектар и пыльцу даже в Заполярье. Под такой одежкой тело шмеля при усиленной работе мышц нагревается до 40 градусов.И чем севернее живет шмель, тем он крупнее и лохматее. В тропиках шмелей нет- перегреваются. Почему в Заполярье шмели не замерзают от холода?

Во время сильных морозов птицы нахохливаются. Почему при этом они легче переносят холод? 2. Что приносит вред растениям, особенно злаковым: обильный снег или бесснежная зима? Объясни 3. Греет ли шуба?

Выбранный для просмотра документ вопросы на выбор.docx

Цветные вопросы ( распечатать на цветной бумаге

Вопросы на выбор

Для чего животные и птицы весной «линяют»?

Почему при холодной погоде многие животные спят, свернувшись в клубок?

Почему уши у животных холодных областей всегда меньше, чем у животных, обитающих в теплых областях нашей планеты?

Почему верблюд горбат?

Почему в Заполярье шмели не замерзают от холода?

Во время сильных морозов птицы нахохливаются. Почему при этом они легче переносят холод?

Что приносит вред растениям, особенно злаковым: обильный снег или бесснежная зима?

Почему на холоде у нас мёрзнут нос и уши, а вот глаза не ощущают холода?

Как защищены от холода теплокровные животные, живущие в очень холодных водах полярных морей, но лишённые густого волосяного покрова (например: моржи, тюлени, киты и т.д.)

Как греются в мороз дикие утки?

Мне звезда упала на ладошку,

Я её спросил: «Откуда ты?»

«Дайте мне передохнуть немножко,

Я с такой летела высоты».

Как изменилась внутренняя энергия звезды? За счёт теплопередачи или совершения работы?

И если огонь на суровой заре

Погаснет, воскреснуть не смея,

Я сердцем прижмусь к этой мёрзлой земле

И, может, её отогрею.

За счёт чего автор строк пытается увеличить внутреннюю энергию земли?

Выбранный для просмотра документ для групп.docx

Теплопроводность, стр 142

Теплопроводность – такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

У пламени горелки молекулы, получив избыток энергии, начинают совершать колебания с большей амплитудой, передавая часть энергии при соударениях с соседними слоями.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие – плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Конвекция, стр 142

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться (этот опыт проиллюстрирован в презентации). Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

Плотность горячего воздуха или жидкости меньше, чем холодного, поэтому нагрев производят снизу. При этом конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх, а на их место опускается холодная жидкость.

Замечено, что жидкость можно нагреть и при нагревании ее сверху, но это — длительный процесс. В данном случае нагрев происходит не за счет конвекции, а за счет теплопроводности.

Система отопления помещений основана именно на перемещении конвекционных потоков теплого и холодного воздуха: постоянное перемешивание воздуха приводит к выравниванию температуры по всему объему помещения.

Очевидно, что главным отличием конвекции от теплопроводности является то, что при конвекции происходит перенос вещества, имеющего большую внутреннюю энергию, а при теплопроводности вещество не переносится.

Холодные и теплые морские и океанские течения — примеры конвекции. Также в качестве примеров конвекции можно привести ветры, которые дуют в земной атмосфере.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи

Излучение или лучистый теплообмен, стр 142

Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия доходит до Земли.

Темные тела не только лучше поглощают энергию, но и лучше ее отдают в окружающую среду. Два одинаковых тела, нагретые до одной температуры, остывают по-разному, если у них разный цвет поверхности. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию используют при строительстве самолетов; крыши высотных зданий в жарких странах также красят в светлые тона.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Представьте, что мы оказались в Италии XV века. В роскошном замке миланского герцога Моро идет великолепный праздник, идею которого придумал великий Леонардо да Винчи. «Золотой век» Возрождения олицетворяет маленький мальчик, чье тело было сплошь покрыто золотой краской. После праздника о нем все забыли. И только на следующий день Леонардо да Винчи обнаружил малыша в темном углу холодного зала. Он плакал и дрожал от холода. Через несколько дней мальчик умер.

Вопрос: В чем причина гибели «золотого мальчика»?

В теле человека за 1 час образуется столько тепла, сколько нужно, чтобы вскипятить 1 л ледяной воды. И если бы тело было непроницаемым для тепла футляром, то уже через час температура тела поднялась бы примерно на 1,5°С , часов через 40 достигла бы точки кипения воды. Во время тяжелой физической работы образование тепла увеличивается еще в несколько раз. И все же температура тела не меняется. Постоянство температуры тела поддерживается путем регуляции отдачи тепла организмом.

Почему на морозе кожа сначала краснеет, потом бледнеет и даже синеет?

При выходе из теплого помещения на мороз сначала охлаждается кожа. В ответ

происходит расширение сосудов, которое увеличивает приток крови и тепла к поверхности кожи для ее согревания — кожа краснеет. При более длительном пребывании на холоде начинается охлаждение всего организма. Чтобы уменьшить потери тепла, сосуды кожи суживаются, уменьшая приток крови. Теплоотдача из организма уменьшается, но поверхность кожи при этом сильно охлаждается и может наступить обморожение.

Подумайте, каким опытом вы можете представить теплорегуляцию.

Решите биологические задачи

1.Действие алкоголя на организм вызывает расширение сосудов. Какой человек, трезвый или пьяный, быстрее замерзнет на морозе?

2.Человек в умеренном климате носит одежду соответственно погоде. Однако жители Средней Азии в самую большую жару ходят в теплых ватных халатах. Дайте объяснение этому явлению.

3. Развитие лихорадочного состояния часто сопровождается дрожью и ощущением холода (ознобом). Объясните эти симптомы на основе представления о механизме терморегуляции.

Выбранный для просмотра документ конспект урока..docx

Урок №____ дата _________ физика 7

Тема. Внутренняя энергия и способы её изменения. Виды теплопередачи.

Цели урока. Формирование понятия «внутренняя энергия тела» на основе МКТ строения вещества.

Ознакомление со способами изменения внутренней энергии тела. Формирование понятий: теплопередача, конвекция, излучение и умения применять знания МКТ строения вещества при объяснении тепловых явлений. Развитие интереса к физике через демонстрацию интересных примеров проявления тепловых явлений в природе и технике. Обоснование необходимости изучения тепловых явлений для применения этих знаний в быту. Развитие информационно – коммуникативных компетенций учащихся.

Предметные результаты: определять способы изменения внутренней энергии тела, умение описывать и объяснять физические явления на основе видов теплопередачи, приводить примеры практического применения и учета теплопроводности, конвекции и излучения, использовать приобретенные знания в повседневной деятельности для обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Метапредметные результат ы. Умение выполнять несложные эксперименты, описывать результаты, делать выводы. Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками. Умение владеть основами самоконтроля. Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения. Умение определять способы решения учебной задачи. Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, осознано выбирать эффективные способы решения задач. Умение работать с информационными ресурсами.

Личностные результаты: умения оценивать свою работу, самостоятельное приобретение новых знаний и практич еских умений, сформированность осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению.

Тип урока. Урок открытия новых знаний.

Оборудование: компьютер, экран, проектор, стаканы с горячей водой, куски картона, алюминиевые проволоки, свечка, коробок спичек, спиртовка, ложка металлическая, железная спица, стеклянный сосуд, закрытый пробкой, насос .

Разминка. Вопросы к классу.

Механическая энергия. Виды энергии. Закон сохранения энергии.

Основные положения МКТ.

3. Постановка цели урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

Как изменить температуру? Как меняется энергия молекул? Как можно назвать энергию молекул? Сформулируйте тему урока, поставьте задачи. Запишите в тетрадь.

4.Первичное усвоение новых знаний.

Проблема: Как можно изменить температуру монеты, используя картон и стакан с горячей водой?

Предложить свои способы и проверить их опытным путём.

Ответить на вопрос: «Что произошло с внутренней энергией монеты в каждом из проделанных опытов?»

Возможные варианты ответов: монету можно потереть о картон; подержать у стенок стакана; подержать над стаканом; опустить в стакан с горячей водой.

Учащиеся проводят эксперимент, обсуждают и делают вывод.

Вывод: внутренняя энергия зависит от температуры тела: при повышении температуры тела – внутренняя энергия увеличивается, а при понижении температуры тела – уменьшается, т.е. внутреннюю энергию тела можно изменить.

Учитель: Сейчас каждый из вас выступит в роли исследователя. Вам предлагается провести работу

« Выяснение способов изменения внутренней энергии тела»

(работа в группах).

Группа получает необходимые приборы и лист с инструкцией. Выполняют задания.

Объясните, за счёт чего изменилась внутренняя энергия в каждом случае 1-3.

Сделайте вывод о способе изменения внутренней энергии.

Объяснить, каким способом изменилась внутренняя энергия в случае 1-3.

Внутренняя энергия тела увеличивается, когда совершается над телом работа.

Внутренняя энергия тела уменьшается, когда тело само совершает работу.

Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.

Проанализируйте задания 1- 2, выводы из них и сформулируйте способы изменения внутренней энергии тела.

Обсуждают выводы. дополняет, корректирует.

Опыт: В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачивают воздух через специальное отверстие в ней. Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, внутри сосуда образуется туман. ( можно заменить на пакет нагретый в горячей воде и соединенный с насосом, бутылкой с сильногазованной водой)).

Вопрос: Как изменилась внутренняя энергия воздуха после вылета пробки и каким способом это произошло?

Совместное обсуждение проделанного опыта и вывод.

Вывод : Внутренняя энергия воздуха уменьшилась, т.е. внутренняя энергия тела уменьшается, когда работу совершает само тело.

Туман на улице образуется чаще всего, когда после тёплой погоды наступает резкое похолодание. Пары воды, содержащиеся в воздухе, при понижении температуры воздуха переходят в жидкое состояние, в воздухе образуются мелкие капельки воды, и поэтому виден туман.

Т.к. в сосуде наблюдается туман, то воздух в сосуде стал холоднее. Внутренняя энергия газа при этом уменьшилась.

Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счёт своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается.

Заполнение таблицы 1 (слайды 6, 7)

Работа в группах – работа с учебником и дополнительным материалом.

1.Теплопроводность ( опыты с ложками, спицей и пустой пробиркой)

2.Конвекция (опыты с вертушкой, нагревание воды с марганцем)

3.Излучение( опыт с теплоприемником и манометром)

4.Терморегуляция материал по учебнику биологии

Сообщение информации каждой группой. Ученики по сообщениям групп заполняют таблицу2

5. Первичная проверка понимания

Каждая группа выбирает вопросы по категориям(цветам), обсуждает ответ и закрепляет его на доске в соответствующем разделе ( виды теплопередачи). ответы слайды 17-22

Тестовое задание в рабочем листе. Взаимопроверка, ответы слайд 14

7. Информация о домашнем задании, инструктаж о его выполнении

Домашнее задание. Прочитайте п. 30,31, ответьте на вопросы.

Подготовьте информацию по темам «Термос», «Парниковый эффект». Предложить модель тёплой школы.

8. Рефлексия ( подведение итогов занятия)

Совместное обсуждение результатов по достижению целей урока. Оценивание своей работы учащимися.

А где в современном производстве используется внутренняя энергия? насколько важна тема сегодняшнего урока.

Виды теплопередачи. Тесты ( в рабочие листы распечатать для четырёх вариантов)

1. Конвекцией называют вид теплопередачи, при котором энергия.

A. Передается от нагретого тела с помощью лучей.

Б. От нагретого конца тела передается к холодному, но само вещество при этом не перемещается.

В. Переносится самими частицами вещества.

2. Каков способ теплопередачи от костра?

3. Ложка, опущенная в стакан с горячей водой, нагревается. Каким способом происходит теплопередача?

4. Каким способом происходит теплопередача при нагревании шин автомобиля при торможении?

В. Излучением.
Г. Работой.

5. Какое вещество обладает наибольшей теплопровод-ностью?

1. Вид теплопередачи, при котором энергия от нагретого тела передается холодному с помощью лучей, называется.

2. Каков способ теплопередачи водяного отопления?

3. Благодаря какому способу теплопередачи Солнце
нагревает Землю?

4. Каков способ передачи энергии от горячего утюга ткани?

В. Конвекции.
Г. Излучение.

5. Изменится ли температура тела, если оно поглощает энергии больше, чем испускает?

A. Тело нагреется.

Б. Температура тела не изменится.

B. Тело охладится.

1. Теплопроводностью называют вид теплопередачи,
при котором энергия.

А. Переносится самими частицами вещества.

Б. Передается от нагретого конца тела холодному, но само вещество при этом не перемещается.

В. Передается с помощью лучей.

2. На чем основано нагревание нижних слоев атмосферы?

3. Каков способ теплопередачи энергии стенкам стакана, в который налит горячий чай?

4. Каким способом осуществляется передача энергии
бегущему человеку?

В. Работой.
Г. Излучением.

5. Какое вещество обладает наименьшей теплопроводностью?

1. Вид теплопередачи, при котором энергия переносится самими частицами вещества, называется.

2. Какой способ теплопередачи используется при поджаривании яичницы?

3. Какой способ теплопередачи участвует в нагревании воды солнечными лучами в открытых водоемах?

4. Каким способом передается энергия воде при нагревании в чайнике?

В. Работой.
Г. Конвекцией.

5. Изменится ли температура тела, если оно испускает энергии больше, чем поглощает?

A. Тело нагреется.

Б. Температура тела не изменится.

B. Тело охладится.

Задания для групп.

Теплопроводность, стр 142

Теплопроводность – такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

У пламени горелки молекулы, получив избыток энергии, начинают совершать колебания с большей амплитудой, передавая часть энергии при соударениях с соседними слоями.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие – плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Конвекция, стр 142

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться (этот опыт проиллюстрирован в презентации). Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

Плотность горячего воздуха или жидкости меньше, чем холодного, поэтому нагрев производят снизу. При этом конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх, а на их место опускается холодная жидкость.

Замечено, что жидкость можно нагреть и при нагревании ее сверху, но это — длительный процесс. В данном случае нагрев происходит не за счет конвекции, а за счет теплопроводности.

Система отопления помещений основана именно на перемещении конвекционных потоков теплого и холодного воздуха: постоянное перемешивание воздуха приводит к выравниванию температуры по всему объему помещения.

Очевидно, что главным отличием конвекции от теплопроводности является то, что при конвекции происходит перенос вещества, имеющего большую внутреннюю энергию, а при теплопроводности вещество не переносится.

Холодные и теплые морские и океанские течения — примеры конвекции. Также в качестве примеров конвекции можно привести ветры, которые дуют в земной атмосфере.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи

Излучение или лучистый теплообмен, стр 142

Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия доходит до Земли.

Темные тела не только лучше поглощают энергию, но и лучше ее отдают в окружающую среду. Два одинаковых тела, нагретые до одной температуры, остывают по-разному, если у них разный цвет поверхности. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию используют при строительстве самолетов; крыши высотных зданий в жарких странах также красят в светлые тона.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Представьте, что мы оказались в Италии XV века. В роскошном замке миланского герцога Моро идет великолепный праздник, идею которого придумал великий Леонардо да Винчи. «Золотой век» Возрождения олицетворяет маленький мальчик, чье тело было сплошь покрыто золотой краской. После праздника о нем все забыли. И только на следующий день Леонардо да Винчи обнаружил малыша в темном углу холодного зала. Он плакал и дрожал от холода. Через несколько дней мальчик умер.

Вопрос: В чем причина гибели «золотого мальчика»?

В теле человека за 1 час образуется столько тепла, сколько нужно, чтобы вскипятить 1 л ледяной воды. И если бы тело было непроницаемым для тепла футляром, то уже через час температура тела поднялась бы примерно на 1,5°С , часов через 40 достигла бы точки кипения воды. Во время тяжелой физической работы образование тепла увеличивается еще в несколько раз. И все же температура тела не меняется. Постоянство температуры тела поддерживается путем регуляции отдачи тепла организмом.

Почему на морозе кожа сначала краснеет, потом бледнеет и даже синеет?

При выходе из теплого помещения на мороз сначала охлаждается кожа. В ответ

происходит расширение сосудов, которое увеличивает приток крови и тепла к поверхности кожи для ее согревания — кожа краснеет. При более длительном пребывании на холоде начинается охлаждение всего организма. Чтобы уменьшить потери тепла, сосуды кожи суживаются, уменьшая приток крови. Теплоотдача из организма уменьшается, но поверхность кожи при этом сильно охлаждается и может наступить обморожение.

Подумайте, каким опытом вы можете представить теплорегуляцию.

Источник