Количество теплоты. Единицы количества теплоты

Разделы: Физика


Задачи урока.

1. Образовательная задача.

Знания - дать понятие количества теплоты; обосновать зависимость количества теплоты от рода вещества, массы тела и от изменения его температуры.

Умения: специальные - решение задач, проведение измерений; Общеучебные владение приемами письменной и устной, монологической и диалогической речи; Владение основными видами ответов - пересказ, сравнительная характеристика, умение строить определение понятий, умение коллективно работать;

2. Воспитательная задача.

Система взглядов на мир, способность следовать нормам поведения.

3. Развивающая задача.

Развитие речи, мышления, сенсорной (восприятие внешнего мира через органы чувств) сферы личности;

Умственная деятельность (выполнять операции анализа, синтеза, классификации, способность наблюдать, делать выводы, выдвигать гипотезы, строить план эксперимента).

Оборудование к уроку: сосуды с водой, термометр, компьютер, алюминиевые тела различной массы.

План урока:

Этап урока Приемы и методы Время (мин.)
1 Актуализация знаний Дискуссионное задание 10
2 Изучение нового материала Проблемная ситуация средствами физического эксперимента, показ презентации, запись на доске. 25
3 Проверка и закрепление Фронтальный опрос 5
4 Домашнее задание Запись на доске, карточки с задачей. 5

§ 7, Вопросы с.20 устно, карточки с задачей.

Карточка № 1.

Вычислите количество теплоты (в калориях и килокалориях), необходимое для нагревания на 1°С воды, масса которой 5 кг. [разным ученикам дается разные значения массы.]

ХОД УРОКА

1. Широкие возможности применения имеют дискуссионные задания под названием “Будьте судьей в споре”, предназначенные только для устного использования. В связи с большим объемом этих заданий они, как правило, не могут быть использованы на уроке в работе со всеми учащимися. Основной дидактической целью таких заданий является стимулирование интереса учащихся к изучению физики, актуализации знаний. Нередко при выполнении тех или иных заданий хорошо успевающие ученики справляются со своей работой намного быстрее других. В таком случае этим учащимся следует предлагать задание “Будьте, судьей в споре”.

Факт I. На морозе металлическая дверная ручка кажется на ощупь холоднее деревянной.

Первый ученик. Органы чувств человека позволяют ему определить (приблизительно) как температуру тел, так и разность температур. Если металлическая дверная ручка на ощупь холоднее деревянной, стало быть, ее температура ниже температуры деревянной ручки.

Второй ученик. Не знаю, прав ли мой товарищ. По-видимому, да, но я предпочел бы приложить термометр к металлической и деревянной ручкам. Возможно, что он действительно покажет, что температура металлической ручки ниже.

Третий ученик. А я думаю иначе! По моему мнению, металлический стержень дверной ручки нам кажется холоднее потому, что от мест его соприкосновения с нашей рукой (от теплового контакта) теплота очень быстро передается вверх и вниз вдоль стержня. Наша рука поэтому теряет много теплоты. В случае деревянного стержня мы тоже согреваем рукой ту его часть, которая соприкасается с нашей рукой, но от этих мест теплота очень медленно передается вверх и вниз по стержню, так как дерево — плохой проводник теплоты. На самом же деле температура железа и дерева одинакова, если они находятся рядом в одном и том же холодном воздухе.

Факт П. При очень большой жаре, например в парном помещении бани, металлический стержень на ощупь кажется горячее, чем деревянный.

Первый ученик. Факт подмечен верно. Стало быть, металлические предметы при сильной жаре действительно горячее деревянных.

Второй ученик. Я согласен, но все же предпочел бы это подтвердить при помощи термометра.

Третий ученик. Все дело в теплопроводности. Если температура воздуха выше температуры человеческого тела, то металлический предмет в месте теплового контакта будет непрерывно отдавать нашей руке теплоту, а к месту контакта от других частей металла все время будет передаваться теплота. Когда же мы держим в руке горячий деревянный предмет, он у нас в руке охлаждается, но к этому месту от других частей дерева теплота будет передаваться медленно.

Факт III. Поставим рядом три сосуда с водой: температура в левом сосуде 20 °С, в правом — 50 °С, в среднем — 37 СС. Опустим левую руку в левый сосуд, правую — в правый, а через некоторое время вынем их и опустим обе руки в средний сосуд. Что мы ощутим при этом?

Первый ученик. Если опустить обе руки в воду, имеющую температуру человеческого тела (37 °С), то никакого особого “теплового” ощущения мы не испытаем.

Второй ученик. Это неверно! Левая рука в нашем опыте подает “сигнал”: вода в среднем сосуде горячая, в то время как от правой руки поступает “сигнал”: вода холодная. К человеческим ощущениям надо относиться критически: исправные физические приборы надежнее органов чувств!

В данном задании вы сталкиваетесь с широко распространенными суждениями, к которым надо относиться критически. Внимательно разберитесь, какие утверждения являются ошибочными, какие — неточными.

Можете ли вы привести еще примеры явлений, которые иногда в быту при поверхностном, некритическом подходе объясняются неправильно?

2. Изучение нового материала.

Для успешной постановки проблемы важное, значение имеет правильность формулировки вопроса. Проблема должна устанавливать логическую связь между ранее усвоенными понятиями и представлениями и теми, которые подлежат изучению, содержать познавательную трудность и видимые границы известного и неизвестного, вызывать чувство удивления при сопоставлении нового с известным и неудовлетворенность имеющимся запасом знаний, умений и навыков (последнее весьма важно, поскольку связывает познавательное затруднение с интересом и эмоциями). Рассмотрим пример создания проблемной ситуации средствами физического эксперимента.

На уроке по теме “Количество теплоты. Единицы количества теплоты” учащиеся должны получить ясное представление об удельной теплоемкости вещества. Создаем проблемную ситуацию. В два высоких стакана наливают по 0,5 л воды одинаковой (можно комнатной) температуры. Из кипящей воды вынимают два алюминиевых тела различной массы, опускают их в стаканы и через некоторое время измеряют температуру воды в каждом (одновременно). Из этой части опыта учащиеся самостоятельно делают вывод о том, что количество внутренней энергии, отданной телом при теплопередаче, зависит от его массы.

Затем ученикам предлагают высказать свои предположения (гипотезы) относительно изменения температуры воды в стаканах при помещении в них соответственно свинцового и алюминиевого тел равной массы. Как показывает практика преподавания, большинство учащихся считают, что показания термометров будут одинаковыми. (Этот момент является началом создания проблемной ситуации.) Измеряют температуру воды в обоих стаканах. Тот факт, что температура воды в сосуде с алюминиевым телом выше, вызывает удивление многих учащихся. Возникает проблемная ситуация, которая побуждает восьмиклассников искать причину наблюдаемого явления. Некоторые из них обращают внимание на то, что тела имеют разный объем, и выдвигают предположение о зависимости количества переданной теплоты от объема тела (и в первом, и во втором опыте температура воды была выше там, куда погружали тело большего объема). Для проверки этого предположения выполняют еще один опыт, погружая в стакан нагретые до одинаковой температуры медное и алюминиевое тела одинакового объема. Учащиеся делают вывод о том, что количество теплоты, переданной телом при охлаждении, зависит не от объема тела, а от его массы и рода вещества.

Основная роль учителя при этом состоит в руководстве исследовательской работой школьников и обеспечении соответствующего ряда демонстраций (подчеркнем, что высказанные учащимися допущения следует обязательно подтвердить или же опровергнуть опытом или рассуждением).

Вывод о зависимости количества теплоты, полученного телом, от разности температур, массы тела и рода вещества, из которого изготовлено тело. Отдача остывающим телом количества теплоты окружающим телам.

Буквенное обозначение количества теплоты.

Единицы количества теплоты - джоуль, килоджоуль.

Старинная единица количества теплоты - 1 калория (1 кал = 4,19Дж ~ 4,2Дж).

1 ккал = 1000 кал = 4190 Дж = 4200 Дж = 4,2 кДж.

Калория- это количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1г воды на 1°С.

Здесь мы показываем презентацию о биографии ученого именем, которого названа единица измерения. [Смотрите диск в приложении].

3. Закрепление изученного материала.

Составление опорного конспекта совместно с учащимися. Можно применить опорные конспекты авторов-составителей: Е.А.Марона, или Ю.С. Куперштейна и обсудить итоги

.

Фронтальный опрос:

  1. Дайте определение количества теплоты.
  2. От каких величин зависит количество теплоты, полученное телом в процессе теплопередачи?
  3. Какова единица количества теплоты? Дайте определение старинной единицы количества теплоты - калории.
  4. Каково соотношение между калорией и джоулем? килокалорией и килоджоулем?

5) Какое количество теплоты нужно сообщить 2 г воды для ее нагрева на 2°С? (Устно)

4. Домашнее задание: § 7, Вопросы, задача.

Презентация

22.11.2010