Физика за чашкой чая

Открытый урок по физике

8 класс

«Физика за чашкой чая»

Цель: проверить и закрепить знания уч-ся по теме «тепловые явления», научить применять их на практике, находить «необычное в обычном», познакомить с историей появления чая в России; развивать память, речь, логическое мышление; воспитывать аккуратность, самостоятельность.

Оборудование: чашки для чая, сахар, чайник электрический, ложка алюминиевая и железная, заварка, печенье, репродукция картины В. Перова «Чаепитие в Мытищах».

Ход урока:

1. Орг. начало

- Ребята! Сегодня я приглашаю вас на урок «Физика за чашкой чая». Я думаю, вы с удовольствием пьёте дома чай, но уверена, что не многие задумывались над сопровождающими этот процесс физическими явлениями. Попробуем сделать это вместе.

Зачитываю правила:

1. Группа учеников, сидящих за одним столом, называется командой.

2. Каждый ученик должен стремиться набрать как можно больше балов, которые даются за правильные ответы и пояснения.

3. За каждый верный ответ – 1 балл, за правильное дополнение – 1 балл, за оригинальный ответ – 2 балла.

4. За подсказку, разговор и прочие нарушения хода урока вычитается 1 балл.

2. Работа по теме урока.

- Среди разнообразных напитков, изготовляемых людьми, самый известный и распространённый – чай. Его пьют всюду. Чай обладает целебными св-вами, помогает излечиться от многих болезней. Посмотрите на доску, вы видите высказывания учёных, поэтов , путешественников о целебных св-вах чая.

• «Под шумок самовара ведётся согревающий и сердце и душу разговор» Н.В. Гоголь

• «Чай – мой любимый напиток. Других не признаю!» Долгожитель, 120 лет Ш. Муслимов

• «Чай придаёт человеку решимость, увеличивает способность перерабатывать впечатления, располагает к сосредоточенному мышлению» нем. уч. Молошотт

-Многие художники обращались к теме чаепития. На доске картина Перова «Чаепитие в Мытищах».

- Чай – это прекрасный, полезный напиток, который утоляет жажду, снимает усталость, придаёт бодрость, поднимает настроение. Для многих народов он необходим также, как хлеб.

Чай горячий, ароматный

И на вкус весьма приятный

Он недуги исцеляет

И усталость прогоняет,

Силы новые даёт и

Друзей за стол зовёт.

С благодарностью весь мир

Славит чудо – эликсир!

Одна из старинных китайских легенд так рассказывает о происхождении чая: «Давным-давно пастухи заметили, что стоит пощипать их овцам листьев вечнозелёного растения, растущего в горах, как они начинают резвиться и легко взбираются на кручи. Пастухи решили испробовать чудодейственную силу листьев на себе. Они посушили их, заварили в кипятке, как делали с другими лекарственными травами, и стали пить ароматный настой, ощущая мгновенный прилив свежих сил».

Действительно, впервые чай тали пить в Китае, где он известен с древнейших времён. В одной древней китайской книге даётся такое описание чая: «Чай усиливает дух, смягчает сердце, удаляет усталость, освежает тело».

А теперь вопросы:

1. Перед вами электрический чайник. Как вы думаете, почему ставя его кипятить, чайник закрывают крышкой? (Закрытый чайник закипит быстрее, часть молекул воды, имеющих большую кинетическую энергию, будет беспрепятственно улетать в пространство над чайником).

2. Какими будут мои ощущения, если я возьму крышку с горячего металлического чайника за пластмассовую ручку? Как вы их объясните? (Пластмасса имеет малую теплопроводность)

3. Вода в чайнике уже закипела, из носика вырвалась наружу струя пара… Но ведь пар невидим? Что мы видим в действительности? (Пар невидим, вырываясь из носика чайника, он в прохладном воздухе конденсируется, образуя мельчайшие капельки воды – их мы и видим)

4. Разливая чай, я случайно капнула на руку кипятком. Ощущение было такое, как если бы мне укололи руку иголкой. Почему? (молекулы кипящей воды имеют большую скорость движения, поэтому мгновенно пробивают верхнюю часть кожи и проникают в ткани мышц, вызывая ощущение боли).

5. Какую температуру имеет кипящая вода в чайнике? (100˚C)

6. Всегда ли кипит вода при температуре 100˚C? (Всё зависит от давления над поверхностью воды: чем меньше давление, тем температура кипения меньше. В горах вода кипит при 90˚C, а в котельных – при 200˚C)

7. Каким простым способом можно повысить температуру кипения воды в чайнике? (Увеличить давление над поверхностью воды. Для этого надо плотно закрыть чайник крышкой, сверху положить груз, в носик вставить пробку.)

8. В каких кухонных приборах применяется этот способ – увеличение давления над кипящей жидкостью? Для каких целей? (В скороварках. Увеличение давления вызывает повышение температуры кипения. Жидкость прогревается до температуры выше 100˚C. При этом пища проваривается быстрее и лучше)

9. Обратите внимание на заварочный чайник. В его крышке сделана небольшая дырочка. Зачем? (В чайник наливают горячую воду; она испаряется. Если в крышке чайника нет дырочки, то между крышкой и слоем воды скапливается пар и образуется повышенное давление, под влиянием которого вода будет выливаться из носика).

- Чай появился в Москве в конце 17 века. Он был очень дорогим из-за трудной доставки, высоких пошлин и алчности купцов, продававших его дороже, чем закупали. Для крестьян чай был недоступен, поэтому и возникло выражение «чайком побаловаться», потому что пили его в особых случаях.

Даже существовали частушки о чае:

Раз прислал мне барин чаю

И велел его сварить,

А я отроду не знаю,

Как проклятый чай варить!

Взял тогда налил водички,

Всыпал чай я весь в горшок

И приправил перцу, луку

Да петрушки корешок.

Розлил варево по плошкам,

Хорошенько размешал,

Остудил его немножко

На господский стол подал.

Гости с барином плевались,

Сам он ажно озверел

И, отправив на конюшню,

Меня выпороть велел.

Долго думал, удивлялся,

Чем же мог не угодить?

А потом-то догадался,

Что забыл я посолить!

1. Я прошу налить мне горячий чай в стакан, но предупреждаю, что он толстостенный. Какая опасность поджидает вас и меня? (Стакан может лопнуть. Внутренние стенки, соприкасаясь с горячим чаем, сразу же расширятся, в то время как внешние ещё не успеют нагреться и сохраняют свои размеры; от этого стекло деформируется и происходит его разрушение).

2. Как надо поступить, наливая кипяток, чтобы толстостенный стакан не лопнул? (Необходимо в стакан опустить металлическую ложку, она примет часть тепла, температура воды станет меньше; деформация не окажется очень сильной).

3. А для чего у чашек сделаны ручки? (Ручка позволяет брать горячую чашку, не обжигая при этом пальцы. Она менее горяча, чем чашка, так как соприкасается с ней всего 2 точками, т.е. слабо связана с источником тепла).

4. Некоторые мужчины пьют чай из стаканов, вставленных в металлические подстаканники. Влияет ли подстаканник на качество чая? (Металлические подстаканники охлаждают чай, так как сами быстро нагреваются: ведь металл имеет малую удельную теплоёмкость и большую теплопроводность).

5. Чтобы подстаканник быстрее охлаждал чай, из какого материала его нужно изготовить? (теплопроводность больше, а удельная теплоёмкость меньше, например из серебра или золота).

6. Вы, наверное, наблюдали, как старые люди в деревнях пьют чай: наливают его в блюдце и дуют, держа блюдце на кончиках пальцев. Объясните, почему они так делают. (Испарение и малое соприкосновение с поверхностью)

7. А сейчас проделаем следующее. Положите в чашку ложку сахарного песка и налейте заварку; затем осторожно налейте кипяток. Не мешайте чай. Теперь попробуйте его. Почему чай не сладкий? (Чтобы чай стал сладким, нужно время, в течение которого молекулы жидкости и сахара сами собой перемешаются, т.е. произойдёт диффузия. В данном случае это не успело совершиться, и мы процессу не помогли помешиванием ложечки. Поэтому в верхней части чашки чай совсем не сладкий).

Я хочу открыть секрет

И полезный дать совет:

Если хворь с кем приключиться,

Чаем можете лечиться,

Чай всех снадобей полезней

Помогает от болезней.

Чай в жару нас освежает,

А в морозы согревает.

И сонливость переборет

И с усталостью поспорит,

Сокрушит любой недуг,

Чай здоровью – лучший друг!

Учёные установили, что в чае содержатся полезные биологически активные вещества: кофеин, танин, минеральные соли, витамины, эфирные масла. Они укрепляют сосуды мозга, улучшают работу сердца, обмен веществ, повышают умственную и физическую работоспособность человека. С чаем легко усваиваются белки, жиры, углеводы. Даже обильное питание не вызывает ожирение, если оно сопровождается чаепитием, и, наоборот, скудная еда, но с чаем, поддерживает силы человека. Чай усиливает сопротивляемость простуде, инфекционным болезням, воспалительным процессам, чай особенно хорошо утоляет жажду и восстанавливает силы (с лимоном). При различных заболеваниях настой чая улучшает состояние.

Китайские и японские учёные установили, что люди, пьющие чай регулярно, реже других заболевают раком желудка.

1. А теперь… Кто хочет стать экспертом с завязанными глазами? (Выразившему желание одеваю на глаза повязку) При помощи пальца определить, из какого материала изготовлены ложки, одинаковые по массе, которые я одновременно опускаю в стакан с кипятком. (та ложка, которая сделана из материала с большей теплопроводностью – алюминиевая, 2 ложка – железная).

2. Я делаю из ложки лодочку и даю ей возможность плавать на поверхности чая. Капаю несколько капель на ложечку – она сразу же тонет. Почему? (Увеличилась сила тяжести ложечки, а объём её остаётся прежним; также прежней остаётся и выталкивающая сила. Её теперь недостаточно, чтобы удержать более тяжёлую ложку на поверхности).

3. Я налью себе кипяток в чистый стакан. Пронаблюдайте, что произойдёт. Почему? (Стенки стакана запотели; кипящая вода испарилась, а пар её, соприкоснувшись с холодными стенками стакана, конденсировался на них, образуя туман).

4. До какой температуры остынет горячий чай, если оставить чашку с ним в комнате до утра? (До температуры воздуха в помещении).

5. Что необходимо сделать, чтобы чай в чашке, как можно дольше оставался горячим? (Уменьшить теплопроводность и теплообмен. Для этого можно поставить чашку на подставку, которая плохо проводит тепло, например деревянную. Желательно поместить её в другую чашку, большую, сделав подобие калориметра. Можно завернуть её в «шубу». Сверху чашку лучше накрыть, например пластинкой из пенопласта).

6. А сейчас вопрос о печенье. Печенье легко разломить, но невозможно соединить кусочки. Почему? (Когда печенье ломаем, то нарушаем молекулярные связи. При соединении не удаётся сблизить кусочки на нужное расстояние, чтобы начали проявляться силы молекулярного притяжения).

Подведение итогов.

Выставление оценок.