Предложен урок для повторения и закрепления материала по трем способам теплопередачи, качественному и количественному описанию процессов нагревания или охлаждения вещества, горения топлива. Предлагается к использованию анимационный ролик, задание по анализу экспериментальных данных и задачи трех уровней сложности.
Цель урока: повторить материал о трех способах теплопередачи, формировать умения объяснять тепловые явления и количественно их описывать.
Развиваемые навыки: мыслительные, коммуникативные.
Ученики будут анализировать и интерпретировать данные, делать аргументированные выводы, применять научную информацию для решения задач.
Описание урока.
Организационный момент (готовность к уроку, настрой)
Формулировка цели урока.
Этап 1. Повторение материала.
В качестве повторения на уроке использовался открытый для бесплатного использования ресурс в Интернете: www.bbc.co.uk/schools.
(В нашей школе ученики обучаются по Российской программе и по программе международного бакалавриата (www.ibo.org). Уроки физики проводятся в основном на русском языке, но терминология дается на русском и английском языках. Использование материалов англоязычных сайтов и учебников позволяет разнообразить изучение физики и дополнительно мотивирует школьников.)
С помощью компьютера с колонками и проектора смотрим на экране учебный анимационный ролик “Energy transfer and storage – Activity”
(основной для повторения материал на английском языке можно посмотреть в приложении 1)
В конце ролика предлагается тест с выбором одного из трех вариантов ответа, выполняем его вместе всем классом.
Тест с выбором ответа.
Кроме способов теплопередачи повторяем формулы для расчета:
количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого при его охлаждении,
количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива.
Этап 2. Решение индивидуальных заданий I уровня.
Школьникам раздаются по карточки с тремя вопросами, на которые они письменно отвечают.
Примеры вопросов для формирования карточек приведены ниже.
На экране открываем список всех вопросов и по порядку отвечаем на них уже устно.
1. На каких способах теплопередачи основано отопление?
2. Какие способы теплопередачи отвечают за нагревание воды в кастрюле?
3. Чтобы деревья зимой не вымерзли, приствольные круги посыпают соломой, опилками, торфом. Для чего?
4. В какой цвет окрашивают наружные поверхности самолетов, искусственных спутников Земли, воздушных шаров чтобы избежать перегрева?
5. Благодаря какому способу теплопередачи можно греться у костра?
6. Почему алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая нет?
7. Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?
8. По каким соображениям холодильники изнутри и снаружи красят в белый цвет?
9. Удельная теплоемкость свинца равна 140 Дж/(кг°С). Что это означает?
10. Почему чаще всего вода используется в системе отопления домов, в системе охлаждения двигателей?
11. Какое вещество при сжигании выделяет больше всего энергии?
12. Что показывает удельная теплота сгорания топлива? Например, что означает q=46МДж/кг для бензина?
13. Стальную и медную заготовки нагрели до одинаковой температуры и для закалки опустили в воду. Одинаковое ли количество теплоты отдали заготовки, если массы деталей равны?
14*. Что требует больше времени: нагревание воды на плите от 10 до 20°С или от 90 до 100°С?
15*. Почему нельзя расплавить гвоздь в пламени свечи?
Этап 3. Физический эксперимент.
Каждый школьник получает карточку с описанием физического эксперимента и таблицей результатов, в которой заполнена лишь одна строка с данными.
Школьники с одинаковым экспериментом объединяются в группу, обмениваются данными, заполняют всю таблицу и формулируют вывод.
Каждая группа выступает с описанием эксперимента, для наглядности используя необходимое оборудование, представляет итоговую таблицу и вывод.
В классе предварительно можно выбрать среди учеников – экспертов, например, школьников лучше всего проявивших себя в ответах на вопросы I уровня.
Эксперты сразу получают заполненную таблицу с экспериментальными данными и, после индивидуального обсуждения с учителем вывода, выступают в роли экзаменаторов групп.
Примеры физических экспериментов.
Сравнение теплоемкости веществ.
Приборы и материалы: набор цилиндров одинаковой массы из стали, меди, алюминия; сосуд с горячей водой; пластинка из парафина.
Задание: опустите цилиндр в сосуд с горячей водой и подержите 3-4 мин. Затем аккуратно поставьте их на парафиновую пластинку и пронаблюдайте за плавлением парафина под каждым цилиндром. Сделайте вывод.
Материал |
Глубина погружения цилиндра в пластину из парафина, мм |
Сталь |
2 |
Алюминий |
4 |
Медь |
1 |
Вывод: Максимальная теплоемкость у алюминия, минимальная – у меди.
(сравниваем также по таблице “Удельная теплоемкость некоторых веществ”)
Наблюдение за процессом горения веществ.
Приборы и материалы: пробирки с одинаковым объемом воды, сухой спирт, бензин в горелке, спирт в горелке, термометр.
Задание: отмерьте одинаковые массы бензина, спирта и сухого спирта. Аккуратно сжигая одинаковые количества горючего, проследите, как изменяется температура в нагреваемых пробирках. Оцените количество теплоты, полученное пробиркой с водой. Сделайте вывод.
Сжигаемое вещество |
Температура воды t, °С |
Масса воды m, кг |
Количество
теплоты, полученное пробиркой |
|
начальная |
конечная |
|||
Бензин |
20 |
30 |
0,1 |
4200 |
Спирт |
20 |
24 |
0,1 |
1680 |
Сухой спирт |
20 |
26 |
0,1 |
2520 |
Вывод:
_Самая большая удельная теплота сгорания – у бензина, минимальная у спирта._
(Сравниваем также по таблице “Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива”, комментарий – как вычислена последняя колонка таблицы?)
Этап 4. Решение индивидуальных заданий II и III уровня.
Каждый школьник решает одну задачу из II и из III уровня сложности.
II уровень. Задачи.
Дано: = = _____________ - ? |
Решение. (формула) (вычисления) Ответ: |
1. Какую массу воды можно нагреть от 15 до 45°С, затратив для этого энергию 1260кДж?
2. На сколько градусов остынет вода объёмом 100л, если отдаст в окружающую среду 1680 кДж энергии?
3. Определите удельную теплоемкость металла массой 100г, если при нагревании от 20 до 40°С внутренняя энергия увеличилась на 280 Дж?
4. Какое количество теплоты выделится при сжигании 2 т нефти?
5. Какую массу природного газа необходимо сжечь, чтобы получить 8,8 МДж энергии?
6. При горении 200г вещества выделилось 2,8 МДж энергии. Что это за вещество?
III уровень. Задачи.
1. На сколько градусов нагреются 2 л воды, если им передать все тепло от горения 20 г сухих дров?
2. Какую массу олова можно нагреть на 100°С, если передать олову всю энергию, выделившуюся при горении 200 г спирта?
3. Сколько дров необходимо сжечь, чтобы нагреть воду массой 5 кг на 50 °С?
4. Сколько спирта необходимо сжечь, чтобы нагреть стальную деталь массой 500г от 20 до 120°С?
5*. В медной кастрюле массой 5 кг нагревают 10 л воды от 10°С до кипения. Определите расход керосина, считая, что вся теплота, выделившаяся при сгорании, пошла на нагревание воды и кастрюли.
6*. Определить КПД спиртовки, в которой при нагревании 300г воды от 20 до 100°С сгорело 12г спирта.
В случае недостаточного количества времени задача III уровня сложности остается для домашней работы.
Проверка заданий и оценивание школьников осуществляется в ходе урока, при необходимости карточки с решением задач собираются для проверки.
Подведение итогов.
Домашнее задание.
Список литературы
А.В. Пёрышкин "Физика - 8 класс”
А.В. Пёрышкин "Сборник задач по физике. 7-9 классы”
Л.А. Кирик "Физика-8" Методические материалы
А.И. Сёмке "Занимательные материалы к урокам. Физика 8 класс"
А.Е. Марон, Е.А. Марон “Опорные конспекты и дифференцированные задачи по физике. 7, 8, 9 классы”