Урок в 8 классе "Физика за чайным столом"
план-конспект урока по физике (8 класс) по теме

Открытый урок в 8 классе.                                               10.12.12. Суховеенко Н.Н.

Тема.        «Физика за чайным столом»

Тип.          Урок обобщения и систематизации знаний                        

Чай освежает тел,

укрепляет дух,

смягчает сердце,

пробуждает мысли,

прогоняет леность.

(Авиценна)

Цели урока:

1. обобщение и углубление знаний по теме «Тепловые явления»;
2. воспитание культуры общения друг с другом, ответственности за выполнение своей работы перед товарищами;
3. развитие интереса к предмету, формирование умения взглянуть на изучаемые явления под другим углом зрения.

Подготовка:

1. класс делится на две группы, каждая группа за неделю до урока получает задания: 1) подготовить три вопроса по теме урока, чтобы задать его другой команде; 2) подготовить и провести опыт, объяснить который должна команда-оппонент; вопросы и опыты предварительно обсуждаются с учителем;
2. каждой группе – приготовить заварочный чайник, посуду для чаепития, чай и сладости, скатерть, салфетки, куклу-грелку, оборудование для опыта, узнать и оформить материал о пользе чая, о правилах заваривания, о традициях чаепития на Руси и в других странах;

1. учителю – приготовить электрические чайники (или самовар), пиалу, стакан с подстаканником.

Оформление доски:

плакат, соответствующий теме урока; тема урока; эпиграф урока; поговорки о пользе чая:

1. чай пить – приятно жить;
2. выпей чайку – позабудешь тоску;
3. устал – пей чай, жарко – пей чай, хочешь согреться – пей чай;
4. если чай не пьешь, где силы берешь?

СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УРОКА

Ход урока

Учитель. Ребята! Я знаю, вы с удовольствием каждый день пьете чай, но уверена, что не многие задумывались над сопровождающими этот процесс физическими явлениями. Сегодня на уроке мы попробуем это сделать. Итак, мы с вами разделились на группы - команды, каждый член команды должен набрать как можно больше баллов - конфет, которые члены жюри будут давать за правильный ответ на вопрос и дополнения.

Каждая группа участвует в трех конкурсах: «Пока чайник закипает», «Опыт», «Эстафета».

Итак, включаем чайник.

КОНКУРС «Пока чайник закипает»

Вопрос 1 группы. 

Захотел попить  горячего чайку – поставь чайник на плиту, потом залей заварку кипятком. Просто и быстро. Но если говорить строго, то в сравнении с прошлым годом и даже прошлым месяцем, твой чайник будет закипать все дольше. Почему?

Ответ. Ответ на этот вопрос ты найдешь, заглянув внутрь чайника. Если он не очень новый, то на дне и стенках уже образовался серо-коричневый налет – накипь. От этого стенки и дно стали толще, и, чтобы их прогреть, надо больше времени и тепла. К тому же накипь почти в тридцать раз хуже проводит тепло, чем металл, из которого сделан чайник.

Откуда же взялась эта накипь? Вроде каждый раз заливаем в чайник чистую, прозрачную воду? В воде содержится малое количество нерастворимых солей – карбонатов металлов. Их так немного, и частицы их так малы, что вода кажется прозрачной. Когда же она в чайнике выкипает, то есть испаряется, то эти соли остаются и постепенно накапливаются на стенках и дне. Конечно, трудно обнаружить налет после одного кипячения, но через несколько месяцев накипь будет уже заметна.

Вся беда в том, что она не растворяется в воде. Поэтому просто так чайник не отмыть. Если же ты хочешь сделать маме приятное, добавь к литру воды пять столовых ложек уксуса и прокипяти в чайнике этот раствор в течение двух часов. Уксусная кислота взаимодействует с карбонатами. При этом образуются растворимые соли – ацетаты и углекислый газ. Газ улетучивается, а воду с растворенной накипью ты выльешь.

Дополнительный вопрос учителя. А зачем чайник закрывают крышкой?

Вопрос 2  группы.

В каком чайнике лучше кипятить воду?

       Ответ. Приходя в магазин наверняка вы замечали, что там продаются чайники с светлой, а иногда и с блестящей поверхностью. Дело в том, что излучение зависит от цвета, и чайник с блестящей поверхностью будет медленнее излучать тепло, а значит, и чай в нем будет дольше оставаться горячим.

Дополнительный вопрос учителя. А почему воду в чайнике нагревают снизу?

Вопрос первой группы.

Что сильнее обжигает: 100-градусный пар или кипяток? Почему?

Ответ. Если, например, под крышкой чайника находится 100-градусный водяной пар, и некоторая его часть при открывании крышки сконденсируется на руке, то выделится количество теплоты . При охлаждении кипятка же выделится количество теплоты , что почти в 10 раз меньше. Таким образом, пар обжигает сильнее кипятка, главным образом, из-за выделяющегося при конденсации значительного тепла. Кроме того больше оказывается и площадь поражения.

Дополнительный вопрос учителя. Из носика чайника идет пар. Но ведь он невидим. Что же тогда мы видим?

Вопрос 2 группы.

А зачем вообще надо кипятить чай?

Ответ. «Чтобы была горячей», - скажете вы. Но воду кипятят еще и затем, чтобы уничтожить бактерии и микробы. Кстати, последнее мнение ученых – в кипящей воде микробов убивает ультразвук. Это очень высокий звук, тоньше комариного писка. Он настолько тонок, что человек не слышит его. Что же происходит в чайнике? Вода начинает кипеть, и образуются воздушные пузырьки. Когда такой пузырек лопается, рождаются звуковые волны, в том числе и ультразвук с очень высокими волнами. Он губителен для микробов потому, что они такие же маленькие, как и длины ультразвуковых волн.

Дополнительные вопросы учителя.

1. Почему перед закипанием чайник шумит?
2. Какую температуру имеет кипящая вода? Всегда ли вода кипит при 100 С?
3. Что такое кипение?

Вопрос 1 группы.

Чайник закипает. Приготовим сосуды для чая. Какова форма сосудов? Почему удобна для чаепития пиала? Когда в обиход вошли стаканы и хороши ли серебро и алюминий в качестве материала для подстаканников?

Ответ.  Сосуды и старинные чашки для чая имеют форму, подобную пиале, с большой поверхностью, благодаря этой большой поверхности верхние слои жидкости остывают быстрее, чем у дна, и ее можно пить, не обжигаясь. (Известно, что чем больше площадь поверхности жидкости, тем больше скорость ее испарения, а при испарении жидкость охлаждается). В тоже время нижний слой, до которого черед дойдет позже, долго остается горячим.

Стаканы вошли в обиход в XIX в. в связи с дороговизной фарфоровых чашек. Серебро и алюминий обладают хорошей теплопроводностью и с этой точки зрения неудобны, так как быстро нагреваются от чая и быстро отдают тепло в окружающую среду.

Дополнительные вопросы учителя.

1. Для чего делают ручки у чашек?
2. Старые люди наливают чай в блюдце и дуют. Зачем?

Вопрос 2 группы.

Пришла пора заваривать чай. Какие правила заварки чая вы знаете, какие физические явления происходят при заварке и после, когда в чай добавляют сахар?

Ответ. 1) для заварки лучше использовать чайник из фарфора, а не из металла. Фарфоровый чайник обладает меньшей теплопроводностью, поэтому остывает  медленнее и лучше сохраняет тепло;

2) известно, что вкус чая зависит от температуры, при которой он заварен. Чем выше температура  в момент заварки, тем чай вкуснее, поэтому перед заваркой чайник один - два раза ополаскивают кипятком. Однако перегревать его не надо, - от этого чай горчит;

3) всыпав  чай, в чайник наливают кипяток, закрывают крышкой и укутывают сверху полотняной салфеткой или помещают сверху на него куклу-грелку так, чтобы она закрывала отверстия на крышке и носике (это нужно в основном не для тепла – чай не должен преть, - а для уменьшения утечки с паром аромата). Наполнять чайник можно сразу доверху;

4) настаивать чай следует 4 – 5 мин. Здесь мы встречаемся с явлением диффузии, но не только в жидкости (окрашивание кипятка и приобретение им специфического вкуса), а и в газах (ощущается запах чая)

Дополнительные вопросы учителя.

1. Для чего в крышке заварочного чайника дырочка?
2. Для чего на заварочный чайник надевают тряпичную куклу?
3. Почему чай в термосе остается горячим?
4. Что такое диффузия?

КОНКУРС «Опыт»

Группа I

Ученик кипятит воду в бумажной коробочке. Почему бумага не горит?

Ответ. Пока вода кипит, температура бумаги не поднимается выше 100 С, а бумага при такой температуре еще не загорается.

Группа II

Показывает опыт с блюдцем, стаканом и кипятком. В блюдце наливаем кипяток и ставим туда стакан вверх дном. Вода из блюдца поднимается в стакан. Объясните явление.

Ответ. Пар в стакане над кипятком постепенно охлаждается и конденсируется, давление внутри стакана падает, и атмосферное давление загоняет воду в стакан.

КОНКУРС «Эстафета»

Вопросы эстафеты написаны на карточках и разложены на столе. Ученики друг за другом, по очереди вытягивают вопросы и дают на них ответы.

Вопросы эстафеты:

1. Что называется внутренней энергией?
2. Какими способами ее можно изменить?
3. Как передается энергия при теплопроводности?
4. Что называется конвекцией?
5. Что называется удельной теплоемкостью?
6. Как рассчитать количество теплоты при

нагревании тела?

7. Как рассчитать количество теплоты при

плавлении твердого тела?

1. Как изменяется внутренняя энергия при переходе вещества из жидкого состояния в газообразное?

В конце урока группы сдают жюри в оформленном виде свои материалы. За хорошее оформление добавляется 1 – 2 балла.

Подведение итогов.

Учащиеся подсчитывают количество заработанных баллов (конфет). Жюри подводит общий итог. Учитель объявляет оценки и сообщает домашнее задание.

Учитель. Наш урок чаепитие подошел к концу. Сегодня совмещая приятное с полезным, мы применили свои знания к самым обычным ситуациям. Будет очень хорошо, если каждый день чаще задумываться над окружающими явлениями и постараться объяснить их с точки зрения физики. Благодарю всех за участие.

Домашнее задание: отгадать кроссворд

1. Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.
2. Физическая величина, измеряемая в Джоулях.
3. Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое.
4. Переход молекул из пара в жидкость.
5. Разновидность воды в твёрдом состоянии.
6. Переход молекул из жидкости в пар.
7. Процесс, сопровождаемый быстрым образованием пузырьков пара, прорывающихся через поверхность жидкости.
8. Жидкость с большой удельной теплоёмкостью.
9. Топливо, получаемое из нефти.

Литература:

1. Г.И. Пономарева. Физика за чайным столом. Урок в 8-м классе. Газета «Физика», № 47/97
2. Т.С. Фещенко. Физика на кухне. Газета «Физика», № 3/98
3. А.Х. Кузьмина. Приглашение к чаю. Журнал «Классный руководитель», №1/2000.
4. Н.А. Касаткина. Чай. Как он приятен, вкусен, крепок, ароматен! Классные часы. 5 – 6 классы. – Волгоград: Учитель, 2007.