Конспект урока «Виды теплопередачи» по физике

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
Виды теплопередачи

(тема урока)

8. Цель урока: знание и понимание учащимися видов теплопередачи: теплопроводности, конвекции, излучения;

9. Задачи:

обучающие

1) дать определения основных понятий, изучаемых в данной теме: теплопередачей, конвекцией, излучением;

2) установить зависимость теплопроводности от рода вещества

3) учить приводить примеры теплопередачи в природе и технике.

развивающие

1. продолжить развитие умения анализировать опыты и делать на их основе выводы, формирование умения работать в группах;

2. способствовать формированию навыков экспериментальной работы и развитию аналитического мышления учащихся

воспитательные способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу

10. Тип урока Урок изучения нового материала

11. Формы работы учащихся групповая работа, индивидуальная работа

12. Необходимое техническое оборудование мультимедийный проектор, компьютеры учащихся, перечень ЭОР, выход в Интернет

13. Структура и ход урока

№

Конспект урока

I. Актуализация знаний

Перед началом урока можно провести проверку выполнения домашнего задания. Вспомним ранее изученный материал:

1. Какую энергию называют внутренней энергией тела?

2. Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию?

3. Приведите примеры изменения внутренней энергии с помощью совершения работы.

4. Приведите примеры изменения внутренней энергии способом теплопередачи.

5. Объясните на основе молекулярного строения тела вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.

При этом все неточности должны фиксироваться, причем не столько учителем, сколько учениками, которые принимают активное участие в работе.

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Теплопроводность.

2. Явление конвекции в жидкостях и газах.

З. Излучение.

Учащиеся уже знают, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Изменение внутренней энергии посредством теплопередачи может производиться по- разному. Различают три вида теплопередачи:

Как вы думаете: что такое теплопроводность, конвекция, излучение, теплопередача? Выслушав ответы, объясняет новый материал.

1. Теплопроводность (используя ресурс №1 учитель объясняет, что такое теплопроводность).

Теплопроводность – такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

Сразу можно акцентировать внимание учащихся на физическом содержании процесса. У пламени горелки молекулы, получив избыток энергии, начинают совершать колебания с большей амплитудой, передавая часть энергии при соударениях с соседними слоями.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие - плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

2. Конвекция (используется ресурс №2)

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться (этот опыт проиллюстрирован в презентации). Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

Плотность горячего воздуха или жидкости меньше, чем холодного, поэтому нагрев производят снизу. При этом конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх, а на их место опускается холодная жидкость.

Замечено, что жидкость можно нагреть и при нагревании ее сверху, но это — длительный процесс. В данном случае нагрев происходит не за счет конвекции, а за счет теплопроводности.

Система отопления помещений основана именно на перемещении конвекционных потоков теплого и холодного воздуха: постоянное перемешивание воздуха приводит к выравниванию температуры по всему объему помещения.

Очевидно, что главным отличием конвекции от теплопроводности является то, что при конвекции происходит перенос вещества, имеющего большую внутреннюю энергию, а при теплопроводности вещество не переносится.

Холодные и теплые морские и океанские течения — примеры конвекции. Также в качестве примеров конвекции можно привести ветры, которые дуют в земной атмосфере.

3. Излучение или лучистый теплообмен (применяем ресурс №3)

Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия доходит до Земли.

Темные тела не только лучше поглощают энергию, но и лучше ее отдают в окружающую среду. Два одинаковых тела, нагретые до одной температуры, остывают по-разному, если у них разный цвет поверхности. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию используют при строительстве самолетов; крыши высотных зданий в жарких странах также красят в светлые тона.

III. Закрепление изученного материла

С целью закрепления изученного материла можно провести краткий опрос-беседу по следующим вопросам:

— Приведите примеры, какие вещества имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность?

—Объясните, как и почему происходит перемещение воздуха над нагретой лампой.

— Почему конвекция невозможна в твердых телах?

— Приведите примеры, показывающие, что тела с темной поверхностью больше нагреваются излучением, чем со светлой. Отвечает на вопросы.

4. Выполнение контрольного задания.

Ученикам нужно решить тесты на компьютерах по теме теплопроводность и конвекция, используя ресурсы №4 и №5.

4. Домашнее задание. §4-6. Ответить на вопросы. Желающие ученики могут подготовить к следующему уроку доклады о применении теплопередачи в природе и технике. Примерными темами докладов могут быть: «Значение видов теплопередачи в авиации и при полетах в космос», «Виды теплопередачи в быту», «Теплопередача в атмосфере», «Учет и использование видов тепло - передачи в сельском хозяйстве» и др.

5. Рефлексия

Оцените свою работу за урок.

1. Если вы поняли материал, можете его рассказать и объяснить, то поставьте себе “5”.

2. Если материал поняли, но есть некоторые сомнения в том, что вы сможете его воспроизвести, то “4”.

3. Если материал усвоен слабо, то “3”.

Поднимите “мордашки”. С каким настроением у нас закончился урок.

Дополнительный материал.

С явлением конвекции связаны процессы горообразования. В первом приближении земной шар можно рассматривать как систему, состоящую из трех концентрических слоев. Внутри находится массивное ядро, состоящее в основном из металлов в виде очень плотной жидкой массы. Ядро окружают полужидкая мантия и литосфера. Самый верхний слой литосферы — земная кора. Литосфера состоит из отдельных плит, которые плавают на поверхности мантии. Вследствие неравномерного разогрева отдельных участков мантии, а также разной плотности горных пород в различных участках мантии в ней возникают конвективные потоки. Они вызывают перемещения литосферных плит, несущих континенты и ложа океанов.

Там, где плиты расходятся, возникают океанские впадины. В других местах, где плиты сталкиваются, образуются горные массивы. Скорость перемещения конвективных потоков в мантии очень мала. Соответственно и плит 2—З см в год. Однако геологические эпохи плиты могут перемещаться на сотни и тысячи километров.

Чем же вызвана столь большая теплопроводность металлов, которая в сотни и тысячи раз больше, чем у изоляторов? дело, очевидно, в структуре металлов, в особенностях металлической связи.

В самом деле, если бы теплопроводность металлов определялась только колебаниями частиц в узлах кристаллической решетки, то она бы не отличалась от теплопроводности изоляторов. Но в металлах есть еще множество свободных электронов

электронный газ, который и обеспечивает их высокую теплопроводность.

В участке металла с высокой температурой часть электронов приобретает большую кинетическую энергию. Так как масса электронов очень мала, то они легко проскакивают десятки промежутков между нонами. Говорят, что у электронов большая длина свободного пробега. Сталкиваясь с нонами, находящимися в более холодных слоях металла, электроны передают им избыток своей энергии, что приводит к повышению температуры этих слоев.

Чем больше длина свободного пробега электронов, тем больше теплопроводность. Именно поэтому у чистых металлов, где в кристаллической решетке дефектов относительно мало, теплопроводность велика, У сплавов, где дефектов решетки гораздо больше, длина свободного пробега меньше, соответственно меньше и теплопроводность.

Список литературы:

1. Волков В.А. Поурочные разработки по физике к учебным комплектам С.В. Громова и А.В. Перышкина: 8 класс. – М.: ВАКО, 2007, - 368 с;

2. Кирик Л.А. физика – 8. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы. – 5-е изд., . – М.: Илекса, 2009. – 208 с;

3. Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений/ А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2008/. – 191 с;

Приложение к плану-конспекту урока

Виды теплопередачи

(тема урока)

Таблица 2.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР

№