Урок физики в 8-м классе «Виды теплопередачи»
Презентация к уроку
Цели урока:
- Познакомить учащихся с видами теплопередачи.
- Формировать умение объяснять теплопроводность тел с точки зрения строения вещества; уметь анализировать видеоинформацию; объяснять наблюдаемые явления.
Тип урока: комбинированный урок.
Демонстрации:
1. Перемещение тепла по металлическому стержню.
2. Видео демонстрация эксперимента по сравнению теплопроводности серебра, меди и железа.
3. Вращение бумажной вертушки над включенной лампой или плиткой.
4. Видео демонстрация возникновения конвекционных потоков при нагревании воды с марганцовкой.
5. Видео демонстрация по излучению тел с темной и светлой поверхностью.
I. Организационный момент
II. Сообщение темы и целей урока
На предыдущем уроке вы узнали, что внутреннюю энергию можно изменить путем совершения работы или теплопередачей. Сегодня на уроке мы рассмотрим, как происходит изменение внутренней энергии теплопередачей.
Попробуйте объяснить значение слова «теплопередача» (слово «теплопередача» подразумевает передачу тепловой энергии). Существует три способа передачи теплоты, но называть их я не буду, вы сами их назовете, когда решите ребусы.
Ответы: теплопроводность, конвекция, излучение.
Познакомимся с каждым видом теплопередачи отдельно, и пусть девизом нашего урока станут слова М.Фарадея: «Наблюдать, изучать, работать».
III. Изучение нового материала
1. Теплопроводность
Ответьте на вопросы: (слайд 3)
1. Что произойдет, если в горячий чай опустим холодную ложку? (Через некоторое время она нагреется).
2. Почему холодная ложка нагрелась? (Чай отдал часть своего тепла ложке, а часть окружающему воздуху).
Вывод: Из примера ясно, что тепло может передаваться от тела, более нагретого к телу менее нагретому (от горячей воды к холодной ложке). Но энергия передавалась и по самой ложке – от ее нагретого конца к холодному.
3. В результате чего происходит перенос тепла от нагретого конца ложки к холодному? (В результате движения и взаимодействия частиц)
Нагревание ложки в горячем чае — пример теплопроводности.
Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым, в результате теплового движения и взаимодействия частиц.
Закрепим конец медной проволоки в лапке штатива. Воском к проволоке прикреплены гвоздики. Будем нагревать свободный конец проволоки свечей или на пламени спиртовки.
Вопросы: (слайд 4)
1. Что наблюдаем? (Гвоздики начинают постепенно один за другим отпадать, сначала те, которые ближе к пламени).
2. Как происходит передача тепла? (От горячего конца проволоки к холодному).
3. Как долго будет происходить передача тепла по проволоке? (Пока проволока вся не нагреется, т. е пока температура во всей проволоке не выровняется)
4. Что можно сказать про скорость движения молекул на участке, расположенном ближе к пламени? (Скорость движения молекул увеличивается)
5. Почему нагревается следующий участок проволоки? (В результате взаимодействия молекул скорость движения молекул на следующем участке также увеличивается и температура данной части возрастает)
6. Влияет ли расстояние между молекулами на скорость передачи тепла? (Чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла)
7. Вспомните расположение молекул в твердых телах, жидкостях и газах. В каких телах процесс переноса энергии будет происходить быстрее? (Быстрее в металлах, затем в жидкостях и газах).
Посмотрите демонстрацию эксперимента и подготовьтесь ответить на мои вопросы.
Вопросы: (слайд 5)
1. По какой пластине теплота распространяется быстрее, а по какой медленнее?
2. Сделайте вывод о теплопроводности данных металлов. (Лучшая теплопроводность у серебра и меди, несколько хуже у железа)
Обратите внимание, что при передаче тепла в данном случае переноса тела не происходит.
Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, 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).
Запишем основные особенности теплопроводности: (слайд 7)
- в твердых телах, жидкостях и газах;
- само вещество не переносится;
- приводит к выравниванию температуры тела;
- разные тела – разная теплопроводность
Примеры теплопроводности: (слайд 8)
1. Снег — пористое, рыхлое вещество, в нем содержится воздух. Поэтому снег обладает плохой теплопроводностью и хорошо защищает землю, озимые посевы, плодовые деревья от вымерзания.
2. Кухонные прихватки сшиты из материала, который обладает плохой теплопроводностью. Ручки чайников, кастрюль делают из материалов обладающих плохой теплопроводностью. Все это защищает руки от ожогов, при прикосновении к горячим предметам.
3. Вещества с хорошей теплопроводностью (металлы) используют для быстрого нагревания тел или деталей.
2. Конвекция
1) Загляните под окошко –
Там растянута гармошка,
Но гармошке не играет –
Нам квартиру согревает. (батарея)
2) Наша толстая Федора
наедается не скоро.
А зато когда сыта,
От Федоры – теплота. (печь)
Батареи, печи, радиаторы отопления используются человеком для обогрева жилых помещений, а точнее нагревания воздуха в них. Происходит это благодаря конвекции – следующему виду теплопередачи.
Конвекция – это перенос энергии струями жидкости или газа. (Слайд 9)
Попробуем объяснить, как происходит конвекция в жилых помещениях.
Воздух, соприкасаясь с батареей, от нее нагревается, при этом он расширяется, его плотность становится меньше плотности холодного воздуха. Теплый воздух, как более легкий, поднимается вверх под действием силы Архимеда, а тяжелый холодный воздух опускается вниз.
Затем снова: более холодный воздух доходит до батареи, нагревается, расширяется, становится легче и под действием Архимедовой силы поднимается вверх и т.д.
Благодаря такому движению воздух в комнате прогревается.
Бумажная вертушка, помещенная над включенной лампой, начинает вращаться. (Слайд 10)
Попробуйте объяснить, как это происходит? (Холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх, при этом вертушка вращается).
Точно также происходит нагревание жидкости. Посмотрите эксперимент по наблюдению конвекционных потоков при нагревании воды (с помощью марганцовки). (Слайд 11)
Обратите внимание, что в отличие от теплопроводности, при конвекции происходит перенос вещества и в твердых телах конвекция не происходит.
Различают два вида конвекции: естественную и вынужденную.
Нагревание жидкости в кастрюле или воздуха в комнате – это примеры естественной конвекции. Для ее возникновения вещества нужно нагревать снизу или охлаждать сверху. Почему именно так? Если нагревать будем сверху, то куда будут перемещаться нагретые слои воды, а куда холодные? (Ответ: никуда, так как нагретые слои и так уже наверху, а холодные слои так и останутся внизу)
Вынужденная конвекция наблюдается, если жидкость перемешивать ложкой, насосом или вентилятором.
Особенности конвекции: (слайд 12)
- возникает в жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме;
- само вещество переносится;
- нагревать вещества нужно снизу.
Примеры конвекции: (слайд 13)
1) холодные и теплые морские и океанические течения,
2) в атмосфере, вертикальные перемещения воздуха приводят к образованию облаков;
3) охлаждение или нагревание жидкостей и газов в различных технических устройствах, например в холодильниках и др., обеспечивается водяное охлаждение двигателей
внутреннего сгорания.
3. Излучение
Всем известно, что Солнце основной источник тепла на Земле. Земля находится от него на расстоянии 150 млн. км. Как передается тепло от Солнца на Землю?
Между Землей и Солнцем за пределами нашей атмосферы все пространство – вакуум. А нам известно, что в вакууме теплопроводность и конвекция происходить не могут.
Каким способом происходит передача тепла? Здесь осуществляется еще один вид теплопередачи – излучение.
Излучение – это теплообмен, при котором энергия переносится электромагнитными лучами.
Отличается от теплопроводности и конвекции тем, что теплота в этом случае может передаваться через вакуум.
Посмотрите видеофрагмент об излучении (слайд 15).
Излучают энергию все тела: тело человека, печь, электрическая лампа.
Чем выше температура тела, тем сильнее его тепловое излучение.
Тела не только излучают энергию, но и поглощают ее.
(слайд 16) Причем темные поверхности лучше поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность.
Особенности излучения (слайд 17):
- происходит в любом веществе;
- чем выше температура тела, тем интенсивнее излучение;
- происходит в вакууме;
- темные тела лучше поглощают излучение, чем светлые и лучше излучают.
Примеры использования излучения тел (слайд 18):
поверхности ракет, дирижаблей, воздушных шаров, спутников, самолётов, окрашивают серебристой краской, чтобы они не нагревались Солнцем. Если наоборот надо использовать солнечную энергию, то части приборов окрашивают в темный цвет.
Люди зимой носят темные одежды (черного, синего, коричного цвета) в них теплее, а летом светлые (бежевые, белые цвета). Грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый, потому что тела с темной поверхностью лучше поглощают солнечное излучение и быстрее нагреваются.
IV. Закрепление полученных знаний на примерах задач
Игра «Попробуй, объясни», (слайды 19-25).
Перед вами игровое поле с шестью заданиями, вы можете выбрать любое. После выполнения всех заданий вам откроется мудрое высказывание и тот, кто его очень часто произносит с экранов телевизоров.
1. В каком доме теплее зимой, если толщина стен одинакова? Теплее в деревянном доме, так как дерево содержит 70% воздуха, а кирпич 20%. Воздух — плохой проводник тепла. В последнее время в строительстве применяют «пористые» кирпичи для уменьшения теплопроводности.
2. Каким способом происходит передача энергии от источника тепла к мальчику? Мальчику, сидящему у печки, энергия в основном передается теплопроводностью.
3. Каким способом происходит передача энергии от источника тепла к мальчику?
Мальчику, лежащему на песке, энергия от солнца передается излучением, а от песка теплопроводностью.
4. В каком из этих вагонов перевозят скоропортящиеся продукты? Почему? Скоропортящиеся продукты перевозят в вагонах, окрашенных в белый цвет, так как такой вагон в меньшей степени нагревается солнечными лучами.
5. Почему водоплавающие птицы и другие животные не замерзают зимой?
Мех, шерсть, пух обладают плохой теплопроводностью (наличие между волокнами воздуха), что позволяет телу животного сохранять вырабатываемую организмом энергию и защищаться от охлаждения.
6. Почему оконные рамы делают двойными?
Между рамами содержится воздух, который обладает плохой теплопроводностью и защищает от потерь тепла.
«Мир интересней, чем нам кажется», Александр Пушной, программа «Галилео».
V. Итог урока
– С какими видами теплопередачи мы познакомились?
– Определите, какой из видов теплопередачи играет основную роль в следующих ситуациях:
а) нагревание воды в чайнике (конвекция);
б) человек греется у костра (излучение);
в) нагревание поверхности стола от включенной настольной лампы (излучение);
г) нагревание металлического цилиндра, опущенного в кипяток (теплопроводность).
Разгадайте кроссворд (слайд 26):
1. Величина, от которой зависит интенсивность излучения.
2. Вид теплопередачи, который может осуществляться в вакууме.
3. Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.
4. Основной источник энергии на Земле.
5. Смесь газов. Обладает плохой теплопроводностью.
6. Процесс превращения одного вида энергии в другой.
7. Металл, имеющий самую хорошую теплопроводностью.
8. Разреженный газ.
9. Величина, обладающая свойством сохранения.
10. Вид теплопередачи, который сопровождается переносом вещества.
Разгадав кроссворд, вы получили еще одно слово, которое является синонимом к слову «теплопередача» – это слово… («теплообмен»). «Теплопередача» и «теплообмен» – одинаковые по смыслу слова. Используйте их, заменяя одно другим.
VI. Домашнее задание
§ 4, 5, 6, Упр. 1 (3), Упр. 2(1), Упр. 3(1) – письменно.
VII. Рефлексия
В конце урока предлагаем учащимся обсудить урок: что понравилось, что хотелось бы изменить, оценить свое участие в уроке.
Прозвенит сейчас звонок,
Подошел к концу урок.
До свидания, друзья,
Отдыхать пришла пора.
Источник
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА Виды теплопередачи теплопроводность 8 класс физика
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
Виды теплопередачи теплопроводность
1.Цель урока: Дать представление о теплопроводности и объяснить это явление на основе молекулярно-кинетических представлений
1) дать определения основных понятий, изучаемых в данной теме: теплопередачей.
2) установить зависимость теплопроводности от рода вещества
3) учить приводить примеры теплопередачи в природе и технике.
1).продолжить развитие умения анализировать опыты и делать на их основе выводы, формирование умения работать в группах;
2)способствовать формированию навыков экспериментальной работы и развитию аналитического мышления учащихся
воспитательные способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу
3.Тип урока Урок изучения новой темы.
4. Применяемые методы, технологии : технология проблемного обучения, использование элементов ИКТ технологии.
5.Формы работы учащихся групповая работа, индивидуальная работа
6.Необходимое техническое оборудование мультимедийный проектор, выход в Интернет
7.Структура и ход урока
Проверка готовности класса к уроку, приветствие
Формулирует тему урока, цели и задачи, мотивирует учеников на изучение нового материала
Настраиваются на работу, Записывают число и тему урока в тетрадь.
Актуализация знаний учащихся
Проверка домашнего задания. Опрос.
Отвечают домашнее задание
Формулирование вопросов учащимся
Предлагает ответить на вопросы: как вы думаете: что такое теплопроводность, теплопередача? Слушает ответы.
Отвечают на вопросы, слушают одноклассников
Изучение нового материала
Воспринимают информацию, сообщаемую учителем
Объясняет новый материал, опираясь на ресурсы
Формулирование вопросов учащимися
Отвечает на вопросы учащихся
Задают вопросы учителю
Ответы учащихся на вопросы учителя
Задает вопросы учащимся
Отвечают на вопросы учителя
Формулирование контрольного вопроса или задания
Знакомятся с заданием
Выполнение учащимися контрольного задания
Анализирует ответы учащихся, оценивает их деятельность
Записывают домашнее задание
Оценивают работу на уроке
Эпиграф к уроку на доске: Сено в стогах держит тепло всю зиму.
Мне приходилось ночевать в стогах.
В октябре, когда трава на рассвете
Покрылась инеем, как солью.
I . Актуализация знаний
Перед началом урока можно провести проверку выполнения домашнего задания. Вспомним ранее изученный материал:
Какую энергию называют внутренней энергией тела?
Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию?
Приведите примеры изменения внутренней энергии с помощью совершения работы.
Приведите примеры изменения внутренней энергии способом теплопередачи.
Объясните на основе молекулярного строения тела вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.
Качественные задачи (решаются устно)
а) Почему из проколотой шины выходит с шипением холодный воздух?
б) Как изменится внутренняя энергия резинового жгута при его растяжении? Почему?
в) Закрытую пробирку погрузили в горячую воду. Изменилась ли кинетическая и потенциальная энергия в пробирке? Если изменилась, то как?
При этом все неточности должны фиксироваться, причем не столько учителем, сколько учениками, которые принимают активное участие в работе.
II . Изучение нового материала
План изложения нового материала:
1. Теплопроводность как способ теплопередачи.
2. Теплопроводность твердых тел, жидкостей и газов.
3. Примеры практического применения явления теплопроводности.
Учащиеся уже знают, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Изменение внутренней энергии посредством теплопередачи может производиться по- разному. Различают три вида теплопередачи:
Как вы думаете: что такое теплопроводность, конвекция, излучение, теплопередача?
(Учитель слушает ответы учащихся)
Вопрос к учащимся: Когда металлическая ложка помещается в горячий суп, то ее свободный конец вскоре нагревается. Почему?
Демонстрация теплопроводности. 
Выслушав ответы, делает вывод:
Теплопроводность (учитель объясняет, что такое теплопроводность).
Теплопроводность – вид теплопередачи, при котором происходит перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, приводящий к выравниванию температур. Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени. Сразу можно акцентировать внимание учащихся на физическом содержании процесса. 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.
Вопросы для учащихся:
Почему в морозный день опасно лизать языком металлические предметы и не опасно — деревянные?
Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность.
2.Объяснение теплопроводности твердых тел на основе молекулярно-кинетических представлении. (модель твердого тела)
Амплитуда колебаний атомов в узлах кристаллической решетки в точке А меньше, чем в точке В. Вследствие взаимодействия атомов друг с другом амплитуда колебаний атомов, находящихся рядом с точкой В, возрастает
3.Объяснение теплопроводности жидкостей и газов на основе молекулярно-кинетических представлений.
Вещества, в которых расстояния между молекулами большие — плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, в 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.
3. Примеры практического применения явления теплопроводности.
Для предохранения тела от охлаждения или нагревания применяют вещества с малой теплопроводностью: ручки сковородок, корпус утюга изготавливают из пластмассы, чтобы снять горячие крышки – прихватки из ткани .
Учащиеся объясняют слайды, делают выводы.
III . Закрепление изученного материла
С целью закрепления изученного материла можно провести краткий опрос-беседу по следующим вопросам:
1.Почему ту часть печи, на которой готовят пищу, покрывают чугунной плитой?
2.Почему нагретые детали в воде охлаждаются быстрее, чем на воздухе?
3.Необходимо быстрее охладить бутылку с лимонадом. Куда ее следует поместить бутылку: в снег или измельченный лед, если температура их одинакова?
4.С какой целью трубы водопровода укладывают глубоко под землей?
5. Почему Иванушка — дурачок остался жив после купания в кипящей воде?
Отвечают на вопросы.
Выполнение контрольного задания.
Ученики выполняют тестовые задания.
1.Какие из веществ обладают наибольшей теплопроводностью:
а) бумага, б ) солома, в) серебро, г) чугун?
2. Какие из веществ обладают наименьшей теплопроводностью:
а) бумага, б) солома, в) серебро, г) чугун?
3.Металлическая ручка и деревянная дверь будут казаться на ощупь одинаково нагретыми при температуре:
а) выше температуры тела, б) ниже температуры тела, в) равной температуры тела.
4.Чтобы плодовые деревья не замерзли, их приствольные круги на зиму покрывают опилками. Опилки обладают …. Теплопроводностью
а) хорошей, б) плохой.
5. В каком из перечисленных тел теплопередача происходит главным образом путем теплопроводности?
а) в воздухе, б) в кирпиче, в) в воде.
V . Домашнее задание. §4. Ответить на вопросы. Желающие ученики могут подготовить к следующему уроку доклады о применении теплопередачи в природе и технике.
Оцените свою работу за урок. В оценочном листе:
Источник
