Конспект урока по физике 8 класса по теме:"Виды теплопередачи"

Дата_______________

Класс: 8

Тема урока: Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.

Теплопередача в природе и технике.

Цель:

1. ознакомить учащихся с видами теплообмена; научить их объяснять тепловые явления на основании молекулярно-кинетической теории.

2. развитие научного мышления учащихся, познавательных и творческих способностей, любознательности и интереса к явлениям природы, осознанных мотивов учения;

3. воспитание ответственности, научной и экологической культуры, понимания социальной роли физической науки.

Демонстрации: перемещение тепла по спицам из различных металл и вращение вертушки над горящей лампой; нагревание раствора медного купороса в колбе; взаимодействие источника излучения с теплоприемником.

Тип урока: изучение нового материала

Метод обучения: словесный, практический

Модули: ИКТ, диалоговое обучение, учет возрастных особенностей, лидерство в обучении, работа с талантливыми и одаренными, оценивание для бучения и оценивание обучения, критическое мышление.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Повторение. Проверка домашнего задания

Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

Ответ: Совершая механическую работу или теплопередачей.

Расскажите о процессе нагревания металлической ложки, погруженной в горячую воду.

Ответ: Кинетическая энергия молекул горячей воды больше кинетической энергии частиц ложки. Молекулы воды будут передавать часть своей кинетической энергии частицам ложки. В результате этого энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц ложки будет увеличиваться. Температура воды уменьшиться, а температура ложки – увеличится. Через определенное время их температуры сравняются.

Какой процесс называют теплопередачей?

Ответ: Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Приведите примеры увеличения (уменьшения) внутренней энергии тела при совершении над ним (или этим телом над другими телами) механической работы.

Ответ: При деформации тел (ударах, сгибании, разгибании, сжатии и т. д.) их внутренняя энергия увеличивается. Сжатый газ совершает работу, выталкивая пробку из сосуда, при этом внутренняя энергия газа уменьшается.

В теплую комнату внесли с улицы бутыль, закрытую пробкой. Через некоторое время пробка выскочила из бутыли. Почему?

Ответ: В теплой комнате температура воздуха, находящегося под пробкой, со временем увеличивается, при этом давление воздуха повышается и это приводит к выталкиванию пробки.

Почему при обработке детали напильником деталь и напильник нагреваются?

Ответ: Над телами совершается работа силы трения, при этом их внутренняя энергия увеличивается, а значит и температура тел повышается.

Изучение нового материала

Работа в группах создание ментальных карт по теме: Виды теплопередачи.

Учащиеся уже знают, что внутреннюю энергию можно изменить двум способами: путем совершения работы и путем теплообмена. Изменение внутренней энергии посредством теплообмена может производиться по разному. Различают три вида теплообмена:

1. Теплообмен посредством теплопроводности.

Теплопроводность - такой тип теплообмена, когда тепло перемещаете от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие тепловом движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

Ставим опыт, который показывает что по разным материалам тепло перемещается с разной скоростью (рис. 1).

Для опыта необходимо взять два стержня одинаковой геометрии из меди и железа. На равных расстояниях по длине стержней укрепить кнопки на воске и свободные концы стержней начать нагревать от спиртовки Легко заметить, что первыми кнопки нач­нут падать с медного стержня. То есть тепло быстрее перемещается по медному стержню.

Можно провести и еще один опыт: на деревянный цилиндр накалывает­ся ряд кнопок, и цилиндр обертывается одним слоем бумаги (рис. 2). При кратковременном помещении цилиндра в пламя горелки происходит не­равномерное обугливание бумаги.

Учитель задает вопрос:

- Почему бумага, прилегающая к кнопкам, обуглилась меньше?

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.

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, 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.

2. 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 учебнике на с. 14). 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.

На опыте по нагреванию пробирки с водой, на дно которой опущены кристаллики медного купороса, мы замечаем голубые «змейки», которые поднимаются вверх.

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.

3. Под лучистым теплообменом, или просто 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.

Если поставить опыт, описанный и проиллюстрированный в учебнике, мы можем убедиться в том, что от излучателя лучистая энергия попадает на теплоприемник, и нагретый в колене манометра воздух уве­личивает свое давление. Если темную мембрану теплоприемника заме­нить на зеркальную, то степень поглощения лучистой энергии станет за­метно меньше, что видно по малому перепаду уровней жидкости в коле­нах манометра.

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.

Закрепление изученного материала.

Ответьте на следующие вопросы:

1. Почему вы обжигаете губы, когда пьёте чай одинаковой температуры из металлической кружки, и не обжигаете, когда пьёте чай из фарфоровой кружки?

Ответ. Металлическая кружка по сравнению с фарфоровой нагревается сильнее, вследствие высокой теплопроводности металла по сравнению с фарфором.

2. Почему ручки чайников, кастрюль делают из пластмассы или дерева?

Ответ. Пластмасса и дерево имеют низкую теплопроводность. Такие ручки предохраняют руки человека от ожога.

3. Почему нагретая сковорода охлаждается в воде быстрее, чем на воздухе?

Ответ. Вода обладает большей теплопроводностью, чем воздух.

4. Почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально?

Ответ. Металлы обладают большей теплопроводностью. Горячие газы, двигаясь вверх по металлической трубе, охлаждаются быстрее, нежели при движении по кирпичной трубе. Плотность газов увеличивается, разность давлений в трубе и вне ее уменьшается, уменьшается и тяга.

5. Где и почему именно там размещают батареи в помещениях?

Ответ. Батареи находятся ниже окон, для того, чтобы согревать холодный воздух, выходящий из окна. Благодаря конвекции теплый слой воздуха поднимается вверх и обогревается всё помещение.

6. Зачем самолёты красят «серебряной» краской?

Ответ. Для меньшего нагревания или охлаждения корпуса самолёта.

7. Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

Ответ. Темные тела лучше поглощают излучение Солнца и потому быстрее нагреваются.

8. Какой из изображенных чайников быстрее остынет?

Ответ. Быстрее остынет черный чайник, так как темные тела быстрее охлаждаются.

9. Посмотрите на рисунок. Почему одному мальчику жарко, а другому нет?

Ответ. Один из мальчиков одет в темную футболку, хорошо поглощающую солнечной энергии, и ему жарко. А другой одет в светлую футболку, которая плохо поглощает энергию Солнца.

10. Почему зимой тяга в печных трубах больше, чем летом?

Ответ. При условии неизменности высоты трубы тяга в ней тем сильнее, чем больше различаются давления на уровне основания трубы горячего воздуха в трубе и более холодного наружного воздуха. С понижением температуры наружного воздуха (зимой) его плотность возрастает, возрастает и его давление. Таким образом, тяга в печных трубах зимой больше, чем летом.

Подведение итогов. Выставление оценок. Домашнее задание §5-8

Рефлексия

Что нового, интересного вы узнали сегодня на уроке?

Какие понятия должны запомнить?

Что понравилось на уроке? Почему?

Что не понравилось?

Лист оценивания.

Изучение нового материла

Критерии оценивания флипчата:

1.наглядно- 3 балла

2.доступно- 4 балла

Повторение д/з

Ответили на все вопросы – по 2 балла за 6 вопросов

Изучение нового материла

Критерии оценивания ментальной карты:

1.наглядно- 3 балла

2.доступно- 4 балла

Закрепление.

Ответили на все вопросы – по 2 балла за 10 вопросов

Итого:

32-39 баллов оценка - «5»

18-31 баллов оценка - «4»

17-23 баллов оценка - «3»

1-16 баллов оценка - «2»

Индивидуальный лист самооценивания:

Ф.И. ученика____________________

этап урока	количество баллов	итога за урок
Проверка д/з
изучение нового материала
Закрепление