"Тепловые явления"
методическая разработка по физике (8 класс)

План-конспект урока «Физика за чашкой чая»

по разделу «Тепловые явления»

Класс: 8 класс

Цель урока:

- закрепить и обобщить знания и умения, полученные учащимися по разделу тепловые явления.

Задачи урока:

Образовательные

-обобщить и закрепить знания по теме "Тепловые явления";

- показать межпредметные связи для формирования целостного подхода и единого взгляда на окружающий мир;

Развивающие

-создать условия для развития умений анализировать, размышлять, систематизировать, сравнивать, структурировать информацию, делать выводы;

-создать условия для развития умений учащихся слушать и слышать друг друга, аргументировать свою и групповую точки зрения;

-способствовать развитию умений работать в группе и нести личную и коллективную ответственность за её результаты;

Воспитательные

-формировать устойчивый интерес к познанию окружающей природы, показать практическую значимость изученного учебного материала по физике;

-раскрытие творческого потенциала обучающихся, расширение кругозора.

Тип урока: Урок обобщения и систематизации знаний.

Применяемые педагогические методики:

Технология деятельностного подхода, фронтальный опрос, проблемно-поисковые методы, групповые формы работы.

                                                         Ход урока:

1. Орг. начало      (Слайд 1)

- Однажды утром, собираясь в школу, завтракая и глядя на шумевший на плите чайник, я задумалась:  «Есть ли во всем этом физика, и если есть, то в чем она проявляется»? И мне захотелось найти ответы на эти вопросы вместе с вами.

-Я знаю, вы с удовольствием каждый день пьете чай, ведь это наша русская традиция, но уверена, что не многие задумывались над сопровождающими этот процесс физическими явлениями. Чай тёплый, холодный, горячий…

-Что мы характеризуем этими словами? Верно. Степень нагретости тела. Как вы думаете, о чем пойдет наш разговор сегодня с точки зрения физики?

- Совершенно верно о тепловых процессах. А так как это наш далеко не первый урок то мы, скорее всего, …(повторим свои знания по теме «Теплота» ) (Слайд 2)

1. Вы сегодня разбиты на две команды.

2. Каждый ученик должен стремиться набрать как можно больше балов, которые даются за правильные ответы и пояснения.

3. За каждый верный ответ – 1 балл, за правильное дополнение – 1 балл, за оригинальный ответ – 2 балла.

4. За подсказку, разговор и прочие нарушения хода урока вычитается 1 балл.

За верный ответ вы берёте жетон, похожий на кусочек сахара.

Учитель:

- И так, чай!  Что же это за напиток?

Сообщение о чае :

       Среди разнообразных напитков изготовляемых людьми, самый известный

и распространенный – чай.

       Чай - напиток очень древний. Давным-давно, четыре тысячи лет до н. э. на юге Китая пастухи, пасшие овец, заметили странную особенность, прежде чем подниматься на горные кручи, животные подходят к вечнозеленым деревцам, объедают с них листья, потом поднимаются вверх так легко, что пастухам за ними не угнаться.

        Решили пастухи испытать действия листочков на себе.

        Собрали их, высушили, сделали отвар. Получился никем ранее не питый напиток – ароматный, бодрящий чай.

        Первая чашка на Руси была отведана в 1638 г. С той поры и начали у нас на Руси и «Чаи гонять» - встречать гостей чаем. Он приятен, вкусен, ароматен. Его пьют в любом уголке Земли.

Чай – это полезный напиток, который утоляет жажду, снимает усталость, придает бодрость, поднимает настроение.

- Спасибо за сообщение.

- Мы ежедневно бываем на кухне и пьём чай. А это всегда связано с электричеством или с огнём. Поэтому давайте сначала повторим технику безопасности.

1 УЧЕНИК:

Техника безопасности при приготовлении чая:

1. Если чайник электрический, то надо предварительно визуально проверить исправность самого чайника и розетки.
2. При включении в розетку вилки руки и розетка и вилка должны быть сухими, убедиться в наличии воды в чайнике, не наливать воды больше, чем написано в инструкции, не оставлять (включенный) чайник без присмотра                                                                                                                                                                    3. Если чайник обычный, то помимо исправности чайника надо также проверить исправность плиты, на которой он будет греться.
4. Если чай предварительно заваривается в заварочном чайнике, то горячую воду надо лить осторожно, при этом постоянно контролируя угол падения струи, дабы кипяток не пролился мимо чайника.
5. Тоже самое, когда чай разливается из заварочного чайника непосредственно в чашки.
6. В тех стадиях процесса, которые связаны с работой с кипятком, во избежание ожогов, надо максимально предотвратить возможность попадания кипятка на кожные покровы, а также элементы одежды.

2 УЧЕНИК

При ожоге кипятком

• Необходимо сразу же устранить поражающий фактор (кипяток или пар); 
  
• Охладить место поражения с помощью проточной воды; 
  
• Закрыть влажной повязкой; 
  
• Обеспечить покой. 

Что нельзя делать

• Нельзя наносить мази, крема, масло, сметану и тд. Это может способствовать проникновению инфекции; 
  
• Отрывать прилипшую одежду (при сильных ожогах); 
  
• Прокалывать пузыри; 
  
• Накладывать лед, снег. 

Мы порой и не задумываемся над тем, что делаем сами, почему делаем так, а не иначе. Так давайте попытаемся объяснить многие наши действия на кухне с точки зрения физики.

1 конкурс «Пока самовар закипает» (вопрос на слайдах презентации)

Вопросы:

-Для чего мы накрываем чайник крышкой?

(Чтобы уменьшить теплообмен с окружающей средой.)

- Какой чайник быстрее закипит с открытой или с закрытой крышкой?

(Быстрее закипит чайник с закрытой крышкой. Из чайника с открытой крышкой в процессе нагревания будут уходить в воздух наиболее быстрые молекулы, унося с собой энергию).

- Почему электрические чайники и самовары делают блестящими? (Чтобы энергия не уходила благодаря излучению).

- В каком чайнике вода скорее нагреется: в новом или старом, на стенках которого имеется накипь?

(В новом. Его теплопроводность выше и поэтому теплообмен осуществляется быстрее).

- Почему перед кипением чайник шумит?

(В воде много мелких пузырьков кислорода. При нагревании вода начинает испаряться и наполняет пузырьки газом. Пузырёк начинает увеличиваться и под действием силы Архимеда всплывать. Наверху не прогретая вода заставляет его сжиматься. Раздутый пузырёк газа резко сжимается, что приводит к его схлопыванию).

-Пар или кипяток сильнее обжигает? Почему?

(Пар, так как на образование пара затрачивается больше энергии. При ожоге паром выделяется энергия Q=Lm+cm(t2-t1), а кипятком только Q=cm(t2-t1).)

- Разливая чай, повар случайно капнул из носика чайника на руку кипяток. Ощущение было почти такое, как если бы руку укололи. Почему?

(Молекулы кипящей воды имеют большую скорость движения, поэтому мгновенно пробивают верхнюю часть кожи и проникают в ткани мышц, вызывая ощущение боли).

- Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая её?

  (Можно, если уменьшить давление).

- Какой чайник светлый или тёмный быстрее остынет?

(Тёмный.  Тёмные тела лучше принимают энергию излучения и лучше отдают).

- В двух одинаковых чайниках, поставленных на одинаковые горелки, кипит вода. У одного из них крышка часто подпрыгивает, а другого неподвижна. Почему?

(У которого часто подпрыгивает, у того воды больше и образовавшийся пар толкает крышку, а у другого чайника воды мало и поэтому весь пар выходит через носик)

- Некоторые хозяйки, желая ускорить варку, усиливают огонь под кастрюлей, в которой кипит вода. Правилен ли это приём?

(Нет, так как когда вода кипит, то температура кипения не меняется, и чтобы она продолжала кипеть, достаточно небольшого огня).

- В одном чайнике сырая вода, в другом кипяченая той же температуры. Какая быстрее закипит?

(Сырая, так как в ней больше воздуха).

- Почему электронагревательный элемент располагают на дне самовара?

(Жидкости и газы обладают плохой теплопроводностью, и их нагревают снизу, используя явление конвенции).

- Что произойдет с самоваром, если вся вода в нем выкипит?

(При кипении воды температура не превышает 100 градусов. Без воды температура становится выше 100 градусов и самовар расплавится).

Учитель:

- А теперь, когда чайник закипел, предлагаем вам «Важные правила заваривания чая»

Существует несколько основных правил:

1. Воду для чая надо снимать с огня в тот момент, когда она закипит “белым ключом”, то есть совершенно побелеет от массы бегущих со дна пузырьков, но ещё не успеет забурлить. В передержанном на огне кипятке разрушается чайный букет.
2. Перед заваркой чайник один-два раза ополаскивают кипятком. Налитая в него во второй раз вода будет горячей, что способствует лучшему завариванию чая.
3. Вкус чая зависит от температуры, при которой он заварен. Она должна быть 80-85 градусов. Однако перегревать чайник не надо – от этого чай горчит.
4. Лучше использовать чайник из фарфора, а не из металла. Т.к фарфор лучше сохраняет тепло
5. Настаивать чай нужно четыре-пять минут. Все ароматические вещества и экстракты переходят за это время в настой. Долго настаивать чай не следует - в него попадают и вредные вещества (алкалоид гуанин), ухудшается вкус, теряется аромат.

Учитель:

- Я предлагаю вам поискать «физику» за нашим чайным столом.

Сегодня мы постараемся обратить более пристальное внимание на явления, сопровождающие каждое наше чаепитие, и попытаемся объяснить их.

2. «Эксперимент а чашкой чая»:

Вы, наверное, наблюдали, как старые люди в деревнях пьют чай: наливают его в блюдце и дуют, держа блюдце на кончиках пальцев. Объясните, почему они так делают.

(Ответ. У чая, налитого в блюдце, большая поверхность соприкосновения с воздухом, поэтому интенсивно идут теплообмен и испарение — чай быстро остывает. Когда дуют на поверхность чая, процесс испарения ускоряется, а это тоже понижает температуру жидкости. Площадь соприкосновения кончиков пальцев и блюдечка очень мала, поэтому рука не так сильно чувствует большую температуру блюдца.)

1 КОМАНДА:

1. Возьмите две одинаковые чашки. В одну налейте 1/4 горячей воды, а другую -полную горячей воды. Пронаблюдайте за и изменением температуры в обоих чашках.  Сделайте вывод, как влияет масса воды на скорость остывания.

-Вопросы:

1. В стакан налит горячий чай. Как осуществляется теплообмен между чаем и стенками стакана?

(посредством теплопроводности)

2. Что раньше наливать в стакан заварку или  кипяток?

(Заварку, так как её температура ниже и процесс перемешивания происходит быстрее).

3. В крышке заварочного чайника обычно сделана небольшая дырочка. Зачем?

(Ответ. В чайник наливают горячую воду; она испаряется. Если в крышке чайника нет дырочки, то между крышкой и слоем воды скапливается пар и образуется повышенное давление, под влиянием которого вода будет выливаться из носика.)

2 КОМАНДА:

Налейте горячую воду в стакан с подстаканником и в стакан без подстаканника. Пронаблюдайте, с одинаковой ли скоростью будет остывать в них вода?

Вопросы:

1. Некоторые мужчины пьют чай из стаканов, вставленных в металлические подстаканники. Влияет ли подстаканник на качество чая?

(Ответ. Металлический подстаканник охлаждает чай, так как сам быстро нагревается: ведь металл имеет малую удельную теплоемкость и большую теплопроводность.)

2. Чтобы подстаканник быстрее охлаждал чай, из какого материала нужно его изготовить?

(Ответ. Из такого, у которого теплопроводность возможно больше, а удельная теплоемкость возможно меньше; например из серебра, золота.)

3.  Какие лучше использовать стаканы толстостенные или тонкостенные?

(Тонкостенные,  так как они прогреваются быстрее и равномерно. Толстостенные внутри нагреваются, а снаружи нет. Поэтому стакан может разбиться).

 3 команда

1. Возьмите металлическую чашку и фарфоровую. В обе налейте одинаковое количество горячей воды (с помощью мерного стаканчика). Пронаблюдайте за и изменением температуры в обоих чашках.  Сравните скорость остывания. Сделайте вывод

Вопросы:

1. Что необходимо сделать, чтобы чай в чашке как можно дольше оставался горячим?

(Ответ. Уменьшить теплопроводность и теплообмен. Для этого можно поставить чашку на подставку, которая плохо проводит тепло, например деревянную. Желательно поместить ее в другую чашку, большую, сделав подобие калориметра. Можно завернуть ее в "шубу". Сверху чашку лучше накрыть, например, пластинкой из пенопласта.)

2. А для чего у чашек сделаны ручки?

(Ответ. Ручка позволяет брать горячую чашку, не обжигая при этом пальцы. Она менее горяча, чем чашка, так как соприкасается с ней всего двумя точками, т.е. слабо связана с источником тепла.)

3. Какую чашку ты выберешь, чтобы выпить чай металлическую, стеклянную или фарфоровую? Почему?

 (Фарфоровую или стеклянную чашку, чтобы не обжечься, так как теплопроводность металла выше)

Физминутка

Ребята, я предлагаю вам немного размяться. Встаньте у своих мест.

1упражнение: наклон головы влево, вправо, поворот

2 упражнение: согните, разогните пальцы, потрите ладонь о ладонь. Вы чувствуете, что ладошки ваши нагреваются. Каким способом мы увеличиваем внутреннюю энергию? (совершением над телом работы)

3 упражнение: ну, а теперь присядьте пожалуйста, и покажите как ведут себя вновь образовавшиеся пузырьки в закипающей воде

Учитель: Теперь со свежими силами продолжим нашу работу!

3 конкурс «Задачи за чашкой чая»

Учитель:

- Мы неплохо потрудились. Нашли физику за чайным столом. И готовы повторить формулы. Я предлагаю вам решить задачи. Они разные.

Задача 1:

Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть 2 кг воды от 20° градусов до 100°?

Задача 2:

Какое количество теплоты выделится при охлаждении 2000г воды от температуры кипения, до 20°?

Задача 3:

Какое количество теплоты понадобится, чтобы превратить 2 кг воды, взятой при температуре 20° в пар?

Учитель: Раскрепите ваши задачи. Нижние листочки положите в стопочку, а те на которых решали, переверните и проверьте своё решение. Поднимите руки те, кто получил правильный ответ. Молодцы!

Домашнее задание

Дома подсчитайте количество теплоты, необходимо для нагревания воды в вашем чайнике от комнатной температуры до кипения.

-А теперь, я попрошу выйти вас к доске с прикреплёнными мною карточки к вашим задачам и внести их в нужную ячейку таблицы.

Обобщающая таблица: «Тепловые явления»

Стадия «Рефлексия»

           Наш урок подходит к концу. Запишите количество своих баллов в оценочный лист.

Было   бы очень хорошо, если  бы каждый из вас после сегодняшнего мероприятия стал чаще задумываться над окружающими явлениями и старался   бы объяснить их  с точки зрения  физики! Ведь физику можно увидеть не только  за чашкой чая…

Рефлексия:

•  «Лесенка успеха» – нижняя ступенька – у меня ничего не получилось;  средняя ступенька– у меня были проблемы; верхняя ступенька– мне всё удалось.

Учитель физики:

- Мне очень хочется, чтобы все, что вы узнали сегодня, осталось с вами навсегда. Чай – это великолепный подарок природы! Так давайте же использовать его правильно, и тогда он принесёт нам максимальную пользу. Всего доброго, желаем вам отменного здоровья!

Учитель: 

-Какую же пользу приносит чай человеку?

В японском лечебнике говорится так: «Чаепитие очищает кровь, регулирует работу печени и селезёнки, снимает сонливость и вялость, оживляет мышцы тела».

Чай – прекрасное противоядие при отравлениях организма. Чай используют в борьбе с такой страшной болезнью, как рак кожи и лёгких.

В чае присутствуют, чуть ли не все витамины. Пить надо только свежезаваренный чай.