План-конспект урока по физике в 8-м классе с применением ИКТ на тему: "Уравнение теплового баланса"

Лекция учителя

М/м показ

1. В начале, необходимо отметить, что среди законов физики, есть такие, которые очень широко применяются в описании поведения тех или иных систем. Одним из таких законов и является закон сохранения энергии в тепловых процессах: то есть энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно. Она только переходит из одной формы в другую и если теплообмен и совершаемая работа происходит только между телами данной системы, то эта система называется изолированной. Для такой системы изменение внутренней энергии равно нулю и суммарная работа в системе тоже равна нулю, соответственно равно нулю и суммарное количество отданного и полученного телами тепла. Для любой изолированной системы при любых изменениях внутри нее внутренняя энергия остается неизменной.

Это и есть закон сохранения энергии в тепловых процессах. Он косвенно подтверждает невозможность остановки теплового движения.

«Внутренняя энергия» урок 6.

2. На последнем уроке мы с вами выполняли лабораторную работу, где высчитывали количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной. Вначале мы рассчитали отдельно количество теплоты в первом случае, потом - во втором, и затем сравнили результаты. Сегодня мы с вами научимся выполнять все эти операции при помощи красивейшего математического уравнения – уравнения теплового баланса.

3. Вызываются помощники из класса для проведения эксперимента.

4. Демонстрационный эксперимент.

Проводится на демонстрационном столе.

Мы знаем, что если привести в соприкосновение два тела разной температуры, то 1-е: теплообмен будет протекать до тех пор, пока температуры обоих тел не сравняются, и 2-е: первое тело будет передавать столько тепла, сколько получит второе тело.

Таким образом, из закона сохранения тепловой энергии получим:

Это соотношение называют уравнением теплового баланса.

Критерием истинности является практика. Поэтому, используя калориметр, смешаем фиксированные массы горячей и холодной воды с заданными температурами, и, затем, минуты через две, измерим температуру смеси t.

Один учащийся выполняет эксперимент, другой записывает «Дано» на доске:

Пусть m₁- масса горячей воды, m₂ масса холодной воды, тогда:

m₁=0,2 кг
t₁=70^oC
m₂=0,2 кг
t₂=10^oC

Что мы должны получить в результате эксперимента? В чем убедиться?

Расчетная конечная температура смеси и экспериментальная конечная температура должны совпасть.

После этого используя уравнение теплового баланса, рассчитаем температуру смеси.

Используя Q_пол = Q_отд получим:

cm₁ (t - t₁) = cm₂ (t - t₂)

0,2*70 - 0,2 t = 0,1 t-0,1*10

Откуда  t = 50^oC

Затем, сравнивая измеренное значение  с рассчитанным, мы убеждаемся, что

t_изм = t_расч

5. Решим задачу (практическая часть объяснения).

Учащиеся решают задачу совместно с учителем.

На экране м/м презентация «Задача».

(См. Приложение 2)

В ведро налита вода массой 5 кг, температура которой 9^oС. Сколько кипятка надо долить в ведро, чтобы температура воды стала равной 30^oС?

ДАНО:

РЕШЕНИЕ:

m₁ = 5 кг
t₁ = 9^oС
t₂ = 100^oС
t = 30^oС

m₂ - ?

Открытие тайны Холмса.

Учитель еще раз выслушивает догадки, рассуждения детей и подводит итог.

На экране – разгадка – последний слайд Презентации «Шерлок Холмс».

Домашнее задание.

Задача.

В воду массой 1,5 кг положили лед, начальная температура которого 0^oC. Начальная температура воды 30^oC Сколько нужно взять льда, чтобы он весь растаял?