Открытый урок «Теплообмен – один из способов изменения внутренней энергии»
методическая разработка по физике (8 класс) на тему

Тема урока: «Теплообмен – один из способов изменения внутренней энергии»

Учитель физики: Темирбекова И.Г.

- Слайд 1 -

Цели урока:

Образовательные:

        - повторить изучаемые виды теплообмена;

        - попытаться объяснить наблюдаемые тепловые явления с точки зрения МКТ;

        - научиться решать качественные задачи по данной теме.

Развивающие:

      развивать:

        - умение применять знания теории на практике;

        - наблюдательность, самостоятельность;

        - мышление школьников посредством логических учебных действий.

Воспитательные:

        - продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.

Планируемые результаты:

Знать:

        - основные положения МКТ, понятие внутренней энергии, виды теплообмена, понятие теплопроводности, конвекции, излучения.

Уметь:

        - формировать гипотезы и делать выводы, решать качественные задачи.

Тип урока:   обобщение изученного

Форма урока:    комбинированный.

Комплексно-методическое обеспечение:   мультимедийный проектор, компьютер, экран, штатив, спиртовка, металлические стержни, колба, весы, стеклянный сосуд, теплоприемник.

Методы обучения:

        - словесные

        - наглядные

        - практические

        - проблемные (вопросы)

Межпредметные связи:

        - информатика

План урока:

1. Мотивационный этап (1-2 мин.)
2. Деятельный этап (15 мин.)
3. Экспериментальный этап (15 мин.)
4. Тестирование (10 мин.)
5. Оценочный этап (1 мин.)
6. Домашнее задание (1 мин.)

Литература:

1. М.Е.Тульчинский . Качественные вопросы и задачи по физике.
2. Перышкин А.В.Учебник физики 8 кл.
3. Ланге В.Н. Экспериментальные задачи по физике на смекалку.
4. Перельман Я.И. Занимательная физика.
5. Усова А.В. Методика преподавания физики в 7-8 классах.

ХОД    УРОКА

Тема:    «Теплообмен – один из способов изменения внутренней энергии».

Эпиграф к уроку на доске:        

  Владея опытом естественных наук,

                                                         Изучим всё, что есть в подлунном мире,

                                                          Тогда лишь станет ясным всё вокруг,

                                                         И понимание человеческое шире.

1. Организационный момент (мотивация учебной деятельности)

Учитель.  Ребята, в 7-м классе Вы рассматривали, какие явления существуют в природе: механические, электрические, световые, тепловые. Тепловые явления изучает молекулярная физика. В состав молекулярной физики входят понятие МКТ и термодинамики.

- Слайд 2 –

  МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

ОСНОВЫ МКТ                ТЕРМОДИНАМИКА

        8-ой класс Вы начали с изучения темы «Тепловые явления». Вы уже знакомы с такими понятиями, как внутренняя энергия, способы изменения внутренней энергии, видами теплопередачи, понятием количества теплоты. Данная тема входит в состав термодинамики – раздела физики, изучающего законы тепловых явлений. Термодинамика имеет большое значение для создания тепловых двигателей, широкое применение которых изменило ход мировой истории. Цель нашего с Вами урока – повторить, обобщить, вспомнить, что такое теплообмен, систематизировать свои знания.

     II.           Основная часть урока.

Учитель.   Из курса физики 7-го класса мы знаем, из чего состоят  все вещества.

Ученик.     Из частиц (молекул).

Учитель.    Эти частицы, что могут делать?

Ученик.     Двигаться и взаимодействовать.

Учитель.    Правильно. Это и есть три основных положения МКТ:

                    1.    все вещества состоят из частиц,

                    2.    они движутся,

3.  они взаимодействуют друг с другом.

Теперь остановимся на понятии термодинамики. Основным понятием термодинамики является понятие внутренней энергии. А какие виды энергии мы еще знаем?

Ученик.     Потенциальная и кинетическая.

Учитель.   А что такое потенциальная энергия?

Ученик.     Энергия взаимодействия, зависящая от расстояния.

Учитель.   Кинетическая энергия?

Ученик.     Энергия движения, зависящая от скорости.

Учитель.    Мы  сказали, что все частицы движутся, значит, обладают кинетической энергией.           Они также взаимодействуют, значит, обладают какой энергией?

Ученик.      Потенциальной.

Учитель.   Правильно. Так что такое внутренняя энергия?

Ученик.      Кинетическая энергия всех молекул и потенциальная энергия их взаимодействия составляет внутреннюю энергию.

Учитель.    Какими способами мы можем изменить внутреннюю энергию?

Ученик.       1. Совершением работы.

                           2. Теплопередачей.

        Учитель.     Правильно. Посмотрите на слайд.

- Слайд 3 –

Изменение внутренней

энергии

механическая работа              теплопередача

 теплопроводность      излучение     конвекция

              Сегодня наш урок посвящен теплообмену – одному из способов изменения внутренней энергии. Как Вы видите из слайда,  теплообмен  осуществляется тремя  видами:

1) теплопроводность,   2) конвекция   и    3) излучение.

Давайте вспомним, что такое теплопроводность.

Теплопроводность.

        Ученик.     Теплопроводность – это передача внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела другому при непосредственном контакте.

- Слайд 4 -

         Учитель.     Любое утверждение должно быть доказано экспериментом, опытом.

Великий Галилей говорил: «Опыт – это язык, на котором можно беседовать с природой». Давайте проведем опыт.

- Идет опыт со стальным стержнем –

        Учитель.      Как происходит передача энергии по стержню?

        Ученик.        Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части стержня, которая ближе расположена к пламени. Так как частицы взаимодействуют, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура.

                                                                          - Слайд 5 -

        Учитель.           Я беру стеклянную палочку и вношу ее в пламя горелки. Другой конец ее остается холодным. Какой можно сделать вывод?

        Ученик.              Различные тела обладают различной теплопроводностью.

        Учитель.         От чего это зависит?      

          Ученик.         От расстояния между молекулами.

        Учитель.         Следовательно, если мы сравним теплопроводность твердых тел, жидкостей и газов, то что можно сказать?

        Ученик.             Лучшей теплопроводностью обладают твердые тела, затем жидкости, потом газы, так как это зависит от расстояния между молекулами.

     Учитель.     Решим несколько качественных задач.

Раскаленный уголь, положенный на металл, гаснет быстро, а на деревянной доске продолжает тлеть. Почему?

Почему под одеялом с пододеяльником легче согреться, чем под одеялом без пододеяльника?         

Конвекция.

        Учитель.          Переходим к другому виду теплопередачи – конвекции. Что такое конвекция?

Ученик.                Конвекция – это перенос энергии самими струями жидкости или газа.

- Слайд 6 -

Учитель.      Давайте докажем первое утверждение, появившееся на слайде. Проведем опыт:

 -    возьмем кристаллы медного купороса, поместим в колбу и начнем нагрев. Что видим и как объясним?

Ученик.        Нагретые слои жидкости менее плотные и поэтому лёгкие – они вытесняются холодными, тяжелыми слоями.

                                                                            - Слайд 7 -

Учитель.     Давайте посмотрим еще один опыт с «удивительными» пакетиками чая.

- Идет опыт -

Учитель.             Как Вы можете объяснить этот опыт?

Ученики.       – Объясняют опыт –

Учитель.             Скажите, а конвекция может происходить в твердых телах.

Ученик.         Нет, так как в твердых телах молекулы связаны кристаллической решеткой.

Учитель.              Приведите примеры естественной и вынужденной конвекции.

Ученик.         Отапливаемая комната – пример естественной конвекции.

                       Вынужденная конвекция наблюдается при перемешивании жидкости ложкой.

Учитель.      А теперь решим несколько качественных задач по конвекции.  

 Почему подвал – самое холодное место?

Почему пушинка над горячей свечкой быстро поднимается вверх?

Излучение.

Учитель.      Теперь перейдем к третьему виду теплообмена – излучению. Что такое излучение?

Ученик.         Излучение – это особый вид теплообмена, при котором происходит перенос энергии в виде электромагнитных волн.

- Слайд 8 -

Учитель. _        Все это хорошо, но Его Величество Опыт должен нам это доказать.

Опыт:    Берем теплоприемник, который имеет одну сторону чёрную, а другую металлически зеркальную, соединяем трубкой с водяным манометром и будем подогревать сначала зеркальной стороной, а затем чёрной. Что мы видим? Мы видим, что нагретый в колене манометра воздух, увеличивает  свое давление, уровни жидкости в манометре меняются. При подогреве  чёрной стороной, уровни жидкости в манометре меняются больше. Отсюда делаем вывод: чёрные тела лучше поглощают энергию

                                                                     - Слайд 9 -

Учитель.      Решим качественную задачу на излучение. Почему пожарные носят комбинезоны, имеющие поверхность с характерным металлическим блеском?

А теперь, ребята, проведем самостоятельную работу. В вашем распоряжении несколько минут.

2. Решение качественных задач (контроль).

- Слайд 10 -

•   Какое из перечисленных веществ обладает наименьшей теплопроводностью?
  А) воздух  Б) чугун  В) алюминий
• Верхнюю часть пробирки со льдом поместили в пламя. Расплавиться ли лед в нижней части пробирки ?

        А) не расплавиться  Б) расплавиться

• Какой вид теплопередачи сопровождается переносом вещества?

        А) теплопроводность Б) конвекция В) излучение

• Назовите возможный способ теплопередачи между телами, разделенными безвоздушным пространством. Для чего

         А) теплопроводность Б) конвекция В) излучение

• Для чего поверхность стеклянного баллона термоса делают зеркальной? Зачем выкачивают воздух между двойными стенками баллона?

4. Домашнее задание.

- Слайд 11 -

• Повторить § 4,5,6 из учебника

• Ответить на вопросы в тетради:
• Может ли находиться вода сразу в трех агрегатных состояниях в одном сосуде?
• Объясните, как образуются бризы?
• Почему пожарные носят комбинезоны, имеющие поверхность с характерным металлическим блеском?

                                           - Слайд 12 -

5. Рефлексия учебной деятельности.

Понравился ли вам урок?

Что нам удалось на уроке?

Как вы считаете, что нужно еще повторить?

Как вы считаете, способствует ли форма урока лучшему усвоению изучаемого материала?

Мой друг, не надо опытом кичиться,

На нем всегда минувшего печать.

Мудрец не тот, кто любит поучать,

А тот, кто сам не устает учиться.

“Мыслящий ум не чувствует себя
                                             

счастливым, пока ему не удастся
                                                 

связать воедино разрозненные
                                                 

факты, им наблюдаемые”. (Д. Хевеши)

Теплота слова

Отогреет сердечко,

Зажжет в душе свет.

Тепло слов

Подарит в ответ тебе

Теплоту души.

Вдруг Вам пригодиться….

Дружили пар с водой –

Водой не разольешь,

Иначе говоря, без пара

Житьё воде – сплошная кара.

Ещё бы, чем они не пара?

Но вот, узнав об этой страсти,

Измор – огонь решил на части

Единство разделить без промедленья

А.С. Чикина «Работа и энергия».

Есть у энергии тайна одна:

Так на работу похожа она,

Что от работы ее отличить

Можно тому лишь, кто будет учить

Физику в школе. Вот вам пример:

Преодолев притяженья барьер.

Спутник в космический вышел простор

И по орбите кружит до сих пор.

Тот, кто в законах не очень силен,

Скажет про спутник: «Работает он,

Движется он, это видно с Земли».

Движется – да, но работает ли?

Даже летая, быть может, сто лет

Не совершит он работы, нет-нет.

Нет изменений энергии в нем,

Значит, работа сравнима с нулем.

Так же летает и наша Земля,

Нет ни мотора у ней, ни руля,

Но может Солнце она обогнуть,

За год, по эллипсу сделав свой путь.

Думали, здесь бьет работа ключом?

Двигатель вечный здесь не при чем.

Нет измененья энергии здесь,

Значит, Земля за полет этот весь

Не совершает работы совсем,

Как и планеты всех звездных систем.

Работа совершается,

Если только энергия

                                изменяется!