Види теплопередачі.
Урок № 4/49
Тема уроку. Види теплопередачі.
Тип уроку: комбінований.
Мета уроку: ввести поняття «теплопровідність», «конвекція», «випро-мінювання»; показати практичне значення знань про
види теплопередачі; формувати вміння аналізувати
факти, що одержуються в ході спостереження фізичних
явищ.
Обладнання: металеві пластини з різних металів із канцелярськими
кнопками, прикріпленими парафіном, термометр, склянка
з водою, кип’ятильник, шматочок пластиліну або по-фарбованого воску, сухе пальне, кристали марганцю.
Хід уроку
I. Перевірка домашнього завдання; актуалізація опорних
знань
Проводяться за питаннями та вправами після параграфа під-ручника; розв’язання домашніх задач учні пояснюють з місця та
біля дошки.
II. Вивчення нового матеріалу
Проведемо наступний дослід.
Демонстрація 1. Над полум’ям нагрівають металеву пластинку
із прикріпленими до неї за допомогою парафіну
канцелярськими кнопками. При цьому в полум’я
поміщають лише самий кінець пластинки. Спо -
стерігають, що кнопки одна за одною поступово
відпадають від пластинки, незважаючи на те що
самі безпосередньо в полум’ї не перебувають.
Питання класу
Як відбувається передача енергії по металевій пластинці? (Принагріванні збільшується швидкість коливального руху части-нок металу того кінця пластинки, яке ближче до полум’я. По-тім у результаті взаємодії частинок збільшується швидкість
руху сусідніх частинок. Таким чином, підвищується темпера-тура наступної частини пластинки.)
Чи відбувається переміщення самих частинок металу в ході •
досліду? (Ні. У твердих тілах частинки лише здійснюють ко-ливальні рухи. Перенесення речовини не відбувається.)
Отже, ми спостерігали, як тепло передається від більш нагрі-тих ділянок тіла до менш нагрітих. Такий вид теплопередачі на-зивають теплопровідністю.
Запис у зошит: Теплопровідність — вид теплопередачі, при якому
енергія переноситься від більш нагрітих ділянок тіла до менш на-грітих в результаті теплового руху та взаємодії частинок.
Демонстрація 2. Повторюємо експеримент. Тільки тепер одночас-но нагріваємо дві пластинки з різних металів
(наприклад, мідну і сталеву). Спостерігаємо, що
мідна пластинка нагрівається швидше, кнопки
відпадають від неї значно раніше, ніж від ста -левої.
Висновок. Різні речовини мають різну теплопровідність.
Більшу теплопровідність мають метали, особливі срібло і мідь.
Демонстрація 3. На внутрішню стінку склянки ближче до дна
прикріплюють тонкий шматочок пластиліну або
пофарбованого воску. У склянку наливають хо-лодну воду й нагрівають кип’ятильником тільки
верхній шар води. Учні спостерігають кипіння
води у верхніх шарах, проте внизу вона залиша-ється холодною — віск не тане. Можна пронести
склянку по класі і дати учням можливість до -торкнутися до дна, щоб переконатися, що внизу
вода залишається холодною.
Висновок. Рідини (за винятком розплавлених металів) мають не-велику теплопровідність.
182
Учитель пропонує пояснити цей факт, використовуючи знання
про будову речовини. Учні згадують, що проміжки між молеку-лами у рідинах більші, ніж у твердих тілах, а отже, зіткнення
молекул відбуваються рідше. Робиться припущення про те, що те-плопровідність газів має бути ще меншою порівняно з рідинами.
Щоб переконатися в цьому, проводять наступний експеримент.
Демонстрація 4. Беруть три склянки. В одну наливають воду, дві
інші залишаються порожніми. У кожну поміща-ють термометр так, як показано на рисунку, і по-чинають нагрівати.
Вода
Температура
швидко зростає
Температура
повільно зростає
Температура
фактично
не зростає
Повітря Повітря
А найкращим теплоізолятором по праву вважається вакуум.
Питання класу
Наведіть приклади використання теплопровідників (тобто ре- •
човин, які мають гарну теплопровідність).
Наведіть приклади використання теплоізоляторів у побуті •
й техніці.
Чому глибокий пухкий сніг охороняє озимі від вимерзання? •
Чому вислів «шуба гріє» неправильний? •
Чому дно і стінки металевої сковороди на вогні розжарюються, •
а дерев’яна ручка залишається практично холодною?
Чому можна обпалити губи, якщо пити чай з металевого кухля, •
і чому цього не трапляється, коли ми п’ємо його із порцеля -нової чашки?
Чому вовняний светр «тепліший» за бавовняний? •
Чому розпечене тіло у воді остигає швидше, ніж на повітрі? •
Чому металева ванна на дотик здається нам холоднішою, ніж •
бавовняний рушник?
Що роблять перед тим, як налити у склянку окріп? Чому опу- •
щена в нього металева ложка охороняє склянку від розтріс-кування?
Ми бачили, що теплопровідність рідин невелика. Однак на
практиці вода в чайниках, каструлях досить швидко закипає.
Питання класу: Як нагрівають рідини? (Рідини нагрівають завжди
знизу.)
Проведемо такий дослід.
Демонстрація 5. У прозору колбу набирають воду. Кидають у неї
кілька кристалів марганцівки і починають на-грівати на вогні. Спостерігають, як пофарбовані
струменки рідини, нагріваючись, піднімаються
вгору.
Обговорюємо дослід. Вода, нагріваючись від дна посудини,
розширюється, густина її зменшується, і тому шар теплої води
переміщається вгору, а холодна вода опускається вниз, де у свою
чергу прогрівається. Точно так само переноситься енергія й у га-зах. Звертаємо увагу на те, що при такому способі теплопередачі
енергія переноситься потоками самої речовини. Називають та-кий спосіб конвекцією (від латинського «конвекція» — перене-сення).
Запис у зошитах: Конвекція — вид теплопередачі, при якому енер -гія переноситься самими струменями рідини або газу.
Крім вільної, або природної, конвекції існує вимушена. Учні
пригадують, що при розмішуванні чай швидше остигає; обмахую-чись віялом, ми також влаштовуємо вимушену конвекцію.
Питання класу
Чи може відбуватися конвекція у твердих тілах? (Ні. При на- •
гріванні твердого тіла не можуть утворюватися потоки речо-вини, тому що частинки твердого тіла виконують тільки ко-ливальні рухи.)
А як же передається тепло у вакуумі (тепло від Сонця)? •
Це інший вид теплопередачі, і називають його випромінюван -ням. Випромінювання відрізняється від інших видів теплопередачі
тим, що може здійснюватися навіть у вакуумі, там, де не може
відбуватися конвекції.
Випромінюють енергію всі тіла при будь-якій температурі. Оче-видно, що більш нагріті тіла випромінюють тепло інтенсивніше,
ніж менш нагріті. Різні речовини по-різному і поглинають енергію
випромінювання. З власного досвіду ми знаємо, що тіла з темною
поверхнею краще поглинають енергію і швидше нагріваються,
а тіла з білою, сріблястою поверхнею краще відбивають енергію
випромінювання й внаслідок цього менше нагріваються.
III. Закріплення нового матеріалу
Питання класу
Повітря в класі нагрівається через стіни, через відкрите вікно, •
через скло (а в зимовий час — від батарей центрального опалення).
З яким видом теплопередачі ми стикаємося у кожному випадку?
Чому Сонце не може передавати енергію Землі шляхом кон- •
векції і теплопровідності?
Чому батареї центрального опалення завжди розташовують •
у нижній частині приміщення, а кватирки для провітрюван-ня — у верхній?
Чи дійсно працюючий вентилятор охолоджує повітря у при - •
міщенні?
Що являють собою вітри? •
Чому вітри на морському узбережжі (бризи) двічі на день змі- •
нюють свій напрямок?
Який сніг швидше розтане під сонцем — брудний чи чистий? •
У якій футболці менш спекотно влітку — у білій чи чорній? •
Чи можна в термосі зберегти холодними продукти? •
IV. Домашнє завдання
[1]: § 36, впр. № 36; § 37, впр. № 37; § 38, впр. № 38.
[2]: § 22.
[3]: СР — задачі 27.8—27.11;
ДР — задачі 27.25—27.32;
ВР — задачі 27.40; 27.41; 27.45—27.51.
Домашній експеримент. Виміряти температуру в приміщенні
у поверхні підлоги й під стелею. Отримані дані записати та по-яснити.
Додаткові завдання
1. Самостійно вивчити, зобразити будову термоса і пояснити при -значення кожної його частини.
2. Підготувати короткі повідомлення на теми: «Види теплопере-дачі у мене вдома», «Теплопередача у природі», «Теплопере -дача в авіації й при польотах у космос».
Скарбничка цікавих фактів
Як рятується від холоду білий ведмідь
Природа подбала про живі організми, які змушені виживати
в умовах Крайньої Півночі. Приміром, підошви лап білого ведмедя
вкриті волоссям, щоб вони не примерзали до льоду, точно так само
лапки північних куріпок покриті пучками пір’я. А руки місцевих
аборигенів-ескімосів густіше пронизані кровоносними судинами:
кров циркулює, зігріваючи їх.
Вуаль — це не тільки красиво!
Така популярна в XIX столітті деталь жіночого туалету не тіль-ки надавала жінці якусь загадковість, але й оберігала обличчя
від холоду.
Завидна сталість
У підвалах Паризької обсерваторії на глибині 28 м уже біль-ше 200 років зберігається термометр, поміщений туди знаменитим
фізиком, хіміком Лавуазьє. Протягом багатьох років термометр
показує одну й ту саму постійну температуру +11,7 ° С.
Тремтимо, щоб... зігрітися
Усі теплокровні організми мають здатність тремтіти від холо-ду. Виявляється, це непоганий спосіб... зігрітися. Під час трем-тіння м’язи інтенсивно скорочуються, що супроводжується виді-ленням тепла, і тіло в такий спосіб поступово зігрівається.
Вітаємо вас на сайті ForFun.pp.ua! Зараз ви переглядаєте матеріал під назвою "Види теплопередачі.", із категорії "Фізика", який є складовою архіву нашої безкоштовної бібліотеки. На сторінках нашого сайту ви знайдете багато матеріалів: ГДЗ, творів переказів, конспектів, презентацій, ДПА, ЗНО, методички, посібники до уроків та багато іншого. На сайті доступний швидкий пошук та безкоштовний доступ до будь-якого матеріалу. Легкого навчання та викладання!
- Фізика
- 21.02.2014
- 2564