Внеклассное мероприятие по физике "Физика за чайным столом"

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Комунальний заклад

«Луганський обласний ліцей»

ПОЗАКЛАСНИЙ ЗАХІД

«Фізика за чайним столом»

8 клас

Підготувала: вчитель фізики

Шаповалова І. О.

Луганськ - 2014

Клас: 8 – Б Дата__________

Мета заходу:

• навчальна: узагальнити та закріпити знання з теми «Теплові явища»; формувати вміння спостерігати, аналізувати та пояснювати теплові явища, які спостерігаються в побуті (нагрівання, охолодження, кипіння, випаровування, конденсація);

• розвиваюча: сприяти розвитку в учнів вміння застосовувати отримані знання на практиці;

• виховна: виховувати моральні якості учнів (самостійність, активність, працездатність, організованість, дисциплінованість); сприяти формуванню наукового світогляду учнів, виховувати прагнення пізнавати навколишній світ

Обладнання: комп’ютер, проектор, мультимедійна презентація, довідкові таблиці, картки оцінювання, чайник, скляний стакан, паперовий стакан, шприц, пластилін, спиртівка.

ПЛАН ЗАХОДУ:

І. Організаційний момент

ІІ. Практична частина (розв’язування кількісних задач)

ІІІ. Спостерігаємо та пояснюємо (відповіді на питання)

ІV. Експериментальна частина (пояснення результатів демонстрації)

V. Якісні запитання

VІ. Підведення підсумків

VІІ. Чаювання

VІІІ. Рефлексія

Вчитель: Фізичні явища оточують нас повсюди, багато з них вам уже знайомі, і ми можемо їх пояснити. Я хочу, щоб ви побачили й переконалися в тому, що фізика — це не тільки формули, закони і правила, а саме життя у всіх його

проявах. І навіть у такій повсякденній справі, як чаювання, можна побачити багато нового й цікавого, тим більше що у вас уже є необхідний запас знань, щоб пояснити явища, які ми сьогодні з вами спостерігатимемо.

Сьогодні ми з вами будемо працювати в групах, кожна група має на столі спеціальний бланк, який допоможе в кінці заходу визначити тух учнів, які мають найбільший запас знань з теми «Теплові явища».

Отже, почнемо. Чай – це напій бадьорості та сили, це насичений аромат, що наповнює кімнату, це неповторний смак. Чай бадьорить та зігріває взимку, тамує спрагу влітку. Чай це також традиційний елемент спілкування та дружньої бесіди. Тож ми сьогодні з вами посмакуємо разом чашку запашного чаю та дізнаємося багато цікавого. Але чаю ще немає. Потрібно чайник закрити кришкою,тоді вода швидше закипіть.

Ось моє перше запитання: «Як із точки зору фізики пояснити, для чого ми накриваємо чайник кришкою,коли кип`ятимо воду?»

(Відповідь: накриваючи чайник кришкою, ми зберігаємо в ньому тепло,яке передає воді нагрівач,зменшуємо теплообмін та випаровування води).

Вчитель: Подивимося на наш чайник. Стандартний об’єм будь-якого електричного чайника становить 1,7 літра. Ви коли-небудь замислювалися над тим, скільки тепла отримає вода, яка там знаходиться, під час закипання? Гадаю, що ні. Тож давайте зараз розрахуємо цю величину.

(Учні самостійно розв’язують задачу та перевіряють її. Бали нараховуються тій групі, в якій більша кількість учнів розв’язала правильно цю задачу).

Вчитель: А тепер давайте представимо, що ми з вами знаходимося в лісі, і нам також треба закип’ятити цей об’єм води для чаювання. Що нам для цього знадобиться? Який вид палива буде доцільно використовувати? Розрахуємо, скільки дров нам треба буде спалити.

(Учні самостійно розв’язують задачу та перевіряють її. Бали нараховуються залежно від кількості учнів, які розв’язали правильно цю задачу. За правильне розв’язання – 1 бал).

Вчитель: Під час закипання води ми можемо бачити на дні і стінках чайника бульбашки. Звідки вони взялися? Чому вони з часом збільшуються?

(Відповідь: бульбашки утворюються з повітря, розчиненого у воді. Із нагріванням повітря розширюється, бульбашки збільшуються і під впливом виштовхувальної сили)

Також можна чути шум,який видає чайник. Чому він з’являється?

(Відповідь: під час нагрівання води бульбашки збільшуються й спливають. Потрапивши у верхні, більш холодні шари води, вони охолоджуються, і частина пари з них конденсується в рідину, розміри бульбашок зменшуються. Це збільшення й зменшення об’єму бульбашок і створює шум. Коли вся вода прогріється, бульбашки, що підіймаються, вже не зменшуються в розмірах, а підіймаються на поверхню води та «лопаються». Шум припиняється, починається «булькання»).

Вчитель: Я хочу звернути вашу увагу на те, що спіраль нагрівального елемента розташована внизу. Тому наступне питання: чому рідини завжди нагрівають знизу? З яким видом теплопередачі ми маємо справу?

(Відповідь: при нагріванні густина води зменшується, і нижні шари теплої води, витісняються вгору важчими холодними шарами, густина яких більша. Різниця густин викликає появу виштовхувальної сили, яка спричиняє змішування холодних і теплих шарів води. Це явище конвекції).

Вчитель: Чайник вже майже закипів і ми можемо бачити пару, яка виходить з носика. Але ж пара – це газ,а гази невидимі. Що ж ми бачимо насправді? Це – туман, крапельки води, які конденсуються на порошинках у повітрі. Тому з фізичної точки зору правильно сказати, що ми бачимо туман.

При закипанні чайника треба бути обережним, щоб не опектися парою, тому що опік парою небезпечніший, ніж опік окропом. Як це можна пояснити? Свою відповідь підтвердити розрахунками для пари масою 30 г та окропу такої ж маси. Вважати, що окріп остигає до 90 ° С.

(Відповідь: пара спочатку конденсується, на шкірі утворюється окріп, який поступово остигає. При цьому виділяється кількість теплоти

.

(Дж) = 69 (кДж)

При охолодженні окропу виділяється .

(Дж) = 1,2 (кДж).

Пар обпікає сильніше. Для того ж теплового впливу знадобиться 1,6 кг окропу).

Вчитель: Фізика є експериментальною наукою, вона спирається на спостереження й досліди. На підставі проведених спостережень і дослідів учені будують теорію, що дозволяє пояснити отримані результати. Якщо теорія побудована правильно, то вона дозволяє передбачити і результати інших експериментів і спостережень - навіть таких, які ще ніхто і ніколи не проводив! Так вченим удалося «на кінчику пера» відкрити далекі планети Сонячної системи (Нептун і Плутон). А от спроби сформулювати закони природи, не спираючись на експериментальні дані, тільки умоглядним шляхом, часто призводили до помилок. Однієї з найвідоміших помилок припустився великий учений античності Аристотель. Він вважав очевидним, що важкі тіла повинні падати на Землю швидше, ніж легкі. Через дві тисячі років інший великий учений, Галілео Галілей, довів неправильність цього твердження: гарматне ядро і мушкетна куля падали з похилої Пізанської вежі практично одночасно.

Зараз і ми з вами проведемо декілька дослідів, і ви, спираючись на ті теоретичні знання, які вже є доведеними і правильними, спробуєте пояснити їх результати. Кожна група отримає своє завдання, за обґрунтоване пояснення група може отримати максимум 3 бали.

Демонстрація 1. Помістимо скляну банку над носиком киплячого чайника. Банка запотіває і через деякий час нагрівається. Поясните спостережуване явище. Де воно застосовується?

(Відповідь: На внутрішній поверхні банки з’являються дрібні крапельки води із-за конденсації пари на холоднішому, ніж чайник, склі. Банка нагрівається тому, що при конденсації пари виділяється енергія. Конденсація виділеної пари використовується в конденсаторах парових установок, опріснювачах води, дистиляторах та ін. А нагрівання, яким супроводжується конденсація, застосовується в побуті для стерилізації банок).

Вчитель: Я думаю, що всі помітили, що чайник найчастіше роблять з металу.

А чи можна використати для нагрівання води паперову посудину?

Демонстрація 2. Нагрівання води в паперовому стакані. З метою економії часу, не чекаючи, поки вода закипить, а нагрівши її до температури 60—70 °C , проносимо стакан по класу, щоб усі переконалися: вода дійсно гаряча.

Чому папір не зайнявся?

(Відповідь: Під час закипання води температура паперу не піднімається вище 100 °C, а папір при такій температурі не загорається, тому що температура спалахування паперу не менше 233 °С. Вода, яка знаходиться всередині, віднімає у папера зайве тепло).

Вчитель: Чи можна закип’ятити воду при кімнатній температурі?

Демонстрація 3. Кипіння води за кімнатної температури при зниженому атмосферному тиску. Використовуючи медичний шприц та шматочок пластиліну, продемонструємо, що вода буде кипіти при кімнатній температурі.

(Відповідь: Зовнішній тиск перешкоджає росту бульбашок пари усередині рідини, тому при підвищеному тиску рідина кипить за більш високої температури, а при зменшенні цього тиску температура кипіння знижується. Зменшуючи тиск, можна «змусити» воду закипіти навіть за кімнатної температури.

Всередині між поверхнею поршня і рідиною утвориться безповітряний простір, тиск у якому практично дорівнює нулю. Зменшення тиску на поверхню води, призводить до закипання води при кімнатній температурі).

Вчитель: Ну а зараз ми з’ясуємо низку цікавих питань, пов’язаних iз кипінням і пароутворенням. Кожній групі буде поставлено по два запитання, повна відповідь оцінюється в 2 бали, неповна – 1 бал.

1. Якби ми налили в чайник таку саму кількість, але не сирої, а кип’яченої води, чи закипіла б вона швидше, якби умови нагрівання були б однакові?

(Сира вода закипить швидше, тому що вона містить розчинене повітря, що під час кипіння видаляється.)

1. Чому перед заварюванням рекомендується чайник кілька разів обполоснути окропом?

(Для того, щоб стінки заварювального чайника мали вищу температуру в момент заварювання, рекомендується перед засипанням чаю один раз або двічі ополоснути чайник окропом. Тоді менше тепла від води «піде» на його прогрівання).

1. Рекомендується почекати хвилин п’ять, щоб чай добре заварився. Чому на цей час краще накрити заварювальний чайник серветкою?

(Для зменшення теплообміну, тому що тканина має малу теплопровідність через те, що між волокнами багато повітря).

1. Чому чай через деякий час стає рівномірно золотавим?

(Явище дифузії)

1. Під час того, як ми наливаємо гарячий чай у склянку, вона може тріснути. Як цьому запобігти?

(Опустити в склянку ложку, метали мають високу теплопровідність, тому ложка швидко нагріється і забере тепло, яке виділиться під час остигання чаю)

1. Раніше під час чаювання наливали чай у блюдце, для того щоб він швидше остигав. Як це пояснити з фізичної точки зору?

(Коли ж ми наливаємо чай у блюдце, збільшуємо площу випаровування, тож цей процес відбувається швидше).

Вчитель: Решту гарячої води можна перелити в термос. Які особливості має термос, що дозволяє йому добре зберігати тепло? А чи можна термос, навпаки, використати як холодильник? Який фізичний прилад має схожу будову?

(Відповіді учнів)

Вчитель: Нарешті і наш чай заварився, тому вже скоро ми з вами перейдемо до чаювання. Але перед цим я пропоную вам згадати всі поняття, фізичні величини та формули, які мають відношення до чаювання.

(Учні пригадують та називають ці поняття, потім вивішують їх на дошку)

Вчитель: Ну а поки ми з вами будемо чаювати, у нас є ще можливість дізнатися багато цікавого про виникнення чаю та чайні традиції світу.

(Виступи учнів з повідомленнями)

Учень 1. Мені відома дуже красива легенда, яка розповідає, де і як виник чайний кущ. Батьківщина чаю – Китай, і чайному кущу майже п’ять тисяч років. Отже…Жив колись у Китаї мудрий чернець Даррама. Дні і ночі він проводив у роздумах і молитвах. Одного дня побачив він уві сні Будду й, приголомшений побаченим, дав обітницю молитися, не скріпляючи очей, удень і вночі.

Одного разу Даррама не витримав: його очі мимоволі заплющилися. Він непомітно міцно заснув. Прокинувся чернець із жахом: він порушив обіцянку, дану самому богові! І провиною всьому його повіки, адже вони склеїлися і спричинили сон. І Даррама відрізав свої повіки й кинув їх на землю. Навесні на тому місці виріс зелений кущ, листя якого мало дивну властивість: воно проганяло сон.

Учень 2. Так. Батьківщина чаю – Китай. За легендою, пастухи, примітивши, як до овець, що жували чайне листя, повертається бадьорість, першими спробували відвар, якому судилося стати чи не головним напоєм країни.

Чай – це дерево, окультурене людиною для зручності обробки перетворене на кущ. Чай давно визнано найвибагливішою з усіх рослин на землі. «Потрібно 50 разів вклонитися кущу, щоб отримати справжній чай», - говорять грузини.

Вчитель: Отже, Батьківщина чаю – Китай. А як же він потрапив до нас?

Учень 3. У нас чай з’явився більше ніж 300 років тому. Царський посол, повертаючись у 1638 р. із Монголії, привіз цареві від хана, окрім інших подарунків, і кілька пудів «чорної китайської трави». Це був чай, який сподобався цареві і боярам. Чай став популярним напоєм. З’явилися яскраво начищені самовари, веселі баби-грілки в строкатих сарафанах, яскраві чашки та скатертини.

Вчитель: А хто з вас знає, який чай і як п’ють у різних країнах?

Учень 4. У Японії, Китаї, Монголії, Середній Азії, Індії п’ють зелений чай. Чай полюбляють у Європі. В Англії п’ють «білий чай» – із молоком, і на кожного англійця в день припадає п’ять із половиною чашок чаю.

А ось у Японії та Китаї досі не зник «культ» чаю. Там п’ють чай без різних добавок до нього. Чаювання є цілою церемонією. Перед чаюванням гості збираються в окремій кімнаті, де вони перебувають 2 –30 хвилин, бо вважається, що потрібно відпочити від денної метушні. А потім розпочинають чаювання. І за чашкою чаю вони можуть спокійно розмовляти 4-5 годин.

Чаювання, перегляд відеофрагментів

Рефлексія

Учні по черзі висловлюють свої враження від заходу

• Сьогодні я довідався(лась)…

• Було цікаве…

• Я зрозумів(ла), що…

• Я навчився(лась) ….

• У мене вийшло …

• Я зміг(змогла) …

• Я спробую …

• Мене здивувало …

• Мені захотілося …

Заключне слово вчителя

Вчитель: Сьогодні ми з вами побачили, що в звичайних речах, які нас оточують ми можемо знайти елементи фізичних знань. Фізичні явища оточують нас повсюди, і тепер деякі з них ви можемо пояснити.