Тема урока «Виды теплопередачи»

Предмет физика Класс 8  Тема урока «Виды теплопередачи» Тип урока комбинированный Продолжительность урока: 45 минут Цель занятия: организация деятельности обучающихся по приобретению знаний о видах теплопередачи Задачи урока Образовательные ­   посредством   индивидуальной   и   групповой   форм   деятельности   конкретизировать, расширить  представления  о  видах  теплопередачи  и  их  роли  в  природе  и  деятельности человека; ­ продолжить в процессе деятельности формирование общих умений и навыков (обобщать и систематизировать, выделять главное, оценивать, наблюдать, делать выводы) Воспитательные продолжить формирование культуры ведения дискуссии, представления и отстаивания своего мнения. Развивающие  продолжить   формирование   критического,   индуктивного   и   дедуктивного мышления. Методы обучения ­ активные (групповое обсуждение) ­ частично­поисковый ­ Словесный (беседа) ­ Индуктивный и дедуктивный ­ ИКТ­технологии Демонстрации: 1. Перемещение тепла по металлическому стержню. 2.  Видео   демонстрация  эксперимента  по  сравнению  теплопроводности   серебра,   меди   и железа.  3. Вращение бумажной вертушки над включенной лампой или плиткой. 4.   Видео   демонстрация   возникновения   конвекционных   потоков   при   нагревании   воды   с марганцовкой. Ход урока Деятельность учителя Деятельность обучающихся 1 Вводная часть Формулирует цели, задачи, этапы урока Задает   проблемный   вопрос:   Всегда   ли   мы передаем   или   получаем   тепло   одинаковыми способами? Вы пришли с мороза, руки замерзли, как их согреть? Предлагают   варианты   решения   поставленной проблемы 2 Приобретение нового знания (8 мин) Демонстрация   опыта:   нагревание   медного стержня с прикрепленными воском гвоздиками Демонстрация   видеофрагмента   опыта   о различной теплопроводности  Организует работу в группах  Организует обобщение результатов опытов. Анализирует ответы совместно с обучающимся     анализируют, Наблюдают, предлагают объяснения результатов эксперимента, отвечают на вопросы, делают выводы  Выводят понятие теплопроводность В   наблюдают,   обсуждают, результатах, делают выводы Записывают   теплопроводности группах   выполняют   эксперименты,   докладывают   о основные особенности 3 Закрепление  приобретенных знаний (3 мин) Демонстрация   теплопроводности слайда   с   примерами Объясняют почему снег защищает урожай, для чего   прихватки   на   кухне,   почему   ручки   у сковороды деревянные или пластиковые, почему утюг металлический. 4 Приобретение нового знания (5 мин) Демонстрирует   эксперимент   «Конвекция   в газах»   с   применение   частично­поискового метода   (в   форме   физического   фокуса: обучающиеся наблюдают вращение «змейки», источник тепла скрыт ширмой») Демонстрация видеоэксперимента «Конвекция в жидкости»     анализируют, Наблюдают, объяснения результатов дискутируют, делают выводы Выводят   понятие  конвекция,  определяют  ее отличие от теплопроводности   предлагают эксперимента,   5 Закрепление  приобретенных знаний (3 мин) Организует обсуждение процесса конвекции при обогреве жилых помещений Демонстрирует на слайде примеры конвекции в природе Применяют   добытые   знания   для   объяснения наблюдаемого процесса 6 Приобретение нового знания (3 мин) Задает   проблемный   вопрос:   Как   наша   планета получает тепло? Выдвижение гипотез их обсуждение Выводят   понятие  излучение,  определяют  его отличие от теплопроводности и конвекции 7 Закрепление изученного (8 мин) Предлагает кому­либо из обучающих, используя   термодатчик,   продемонстрировать, каким   образом   энергия   передается   от электролампы   посредством   трёх   видов теплопередачи (Организует 6 мини групп для игры «Попробуй, объясни») Один обучающийся осуществляет демонстрацию.   Остальные   наблюдают   за   его действиями,   анализируют   график   зависимости t0(t),   построение   которого   осуществляется   на экране в режиме реального времени, предлагают объяснения результатов эксперимента Обсуждают в группах, дискутируют, предлагают ответ.  Анализируют ответы 8 Диагностический контроль знаний (10 мин) Предлагает выполнить тест (2 варианта ) «Виды теплопередачи в окружающем мире» Выполняют   тест   «Виды   теплопередачи   в окружающем мире» Осуществляют   взаимопроверку   результатов работы с тестовыми заданиями. Оценивают результаты выполнения теста. 9 Подведение итогов, рефлексия (3 мин) В  конце   урока   предлагает   учащимся   обсудить урок:   что   понравилось,   что   хотелось   бы изменить, оценить свое участие в уроке. Обобщают, анализируют, подводят итоги 10 Домашнее задание (2 мин) Воспринимают информацию. Задают вопросы Используя материал § 4, 5, 6 , сеть «Internet», справочную   литературу   выполните   творческое задание на выбор: 1)   Составьте   мини   рассказ   «Что   было   бы   на Земле, если бы исчезла теплопроводность» 2)   Составьте   мини   рассказ   «Что   было   бы   на Земле, если бы исчезла конвекция» 3)   Составьте   мини   рассказ   «Что   было   бы   на Земле, если бы исчезло излучение» Сценарий урока I. Организационный момент II. Сообщение темы и целей урока На   предыдущем   уроке   вы   узнали,   что   внутреннюю   энергию   можно   изменить   путем совершения работы или теплопередачей. Сегодня на уроке мы рассмотрим, как происходит изменение внутренней энергии теплопередачей. Задается проблемный вопрос: Всегда ли мы передаем или получаем тепло одинаковыми способами? Вы пришли с мороза, руки замерзли, как их согреть? Учащиеся предлагают варианты решения поставленной проблемы III. Изучение нового материала 1.Теплопроводность  Итак, передавать тепло можно разными способами, а теперь выясним какими конкретно… Проведем опыт: Закрепим   конец медной проволоки в лапке штатива. Воском к проволоке прикреплены гвоздики.   Будем   нагревать     свободный   конец   проволоки   свечей   (или   на   пламени спиртовки). Вопросы:  1. Что наблюдаем? (Гвоздики  начинают постепенно один за другим отпадать, сначала те, которые ближе  к пламени). 2. Как происходит передача тепла? (От горячего конца проволоки к холодному). 3. Как долго будет происходить передача тепла по проволоке?  (Пока проволока вся не нагреется, т. е пока температура во всей проволоке не выровняется) 4. Что можно сказать про скорость движения  молекул на участке, расположенном ближе к пламени? (Скорость движения молекул увеличивается) 5. Почему   нагревается следующий участок проволоки?  (В результате взаимодействия молекул скорость движения молекул на следующем участке также увеличивается и температура данной части возрастает) (Слайд 2) Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым, в результате теплового движения и взаимодействия частиц. Нагревание ложки в горячем чае — пример теплопроводности. Посмотрите демонстрацию эксперимента и подготовьтесь ответить на мои вопросы. Вопросы: (Слайд 3) 1. По какой пластине теплота распространяется быстрее, а по какой медленнее? 2. Сделайте вывод о теплопроводности данных металлов.  (Лучшая теплопроводность у серебра и меди, несколько хуже у железа) Обратите внимание, что при передаче тепла в данном случае переноса тела не происходит. Как вы думаете, влияет ли расстояние между молекулами на скорость передачи тепла? Вспомните расположение  молекул в твердых телах,  жидкостях и  газах. В каких  телах процесс   переноса   энергии   будет   происходить   быстрее?   Для   ответа   на   эти   вопросы разделимся на две группы и проведем по опыту.  1 группа Проверка скорости теплопроводности в жидкости  Пробирка   закреплена   на   штативе   таким   образом,   чтобы   над   пламенем   находился лишь верхний уровень воды. Наблюдается кипение воды на поверхности, а на дне вода остается холодной. 2 группа Проверка скорости теплопроводности в газах.   Пробирка закреплена на штативе таким образом, чтобы над пламенем находился лишь   дно   перевернутой   пробирки.   Греется   воздух   в   пробирке,   но   тепло   вниз   не передается. Вывод: скорость теплопроводности в металлах больше, чем в жидкостях и самая маленькая в газах. Чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла. (Слайд 4) в твердых телах, жидкостях и газах; само вещество не переносится; приводит к выравниванию температуры тела; разные тела – разная теплопроводность Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой   низкой   теплопроводностью   обладает   вакуум   (освобожденное   от   воздуха пространство). Основные особенности теплопроводности: (Слайд 5) • • • • Обратите внимание на примеры теплопроводности: (Слайд 6) Объясните почему снег защищает урожай, для чего прихватки на кухне, почему ручки у сковороды деревянные или пластиковые, почему утюг металлический.  (1.   Снег   —   пористое,   рыхлое   вещество,   в   нем   содержится   воздух.   Поэтому   снег обладает   плохой   теплопроводностью   и   хорошо   защищает   землю,   озимые   посевы, плодовые деревья от вымерзания. 2.   Кухонные   прихватки   сшиты   из   материала,   который   обладает   плохой теплопроводностью. Ручки чайников, кастрюль делают из   материалов обладающих плохой теплопроводностью. Все это защищает руки от ожогов, при прикосновении к горячим предметам. 3.   Вещества   с   хорошей     теплопроводностью   (металлы)   используют   для   быстрого нагревания тел или деталей.) 2. Конвекция Батареи,   печи,   радиаторы   отопления   используются   человеком   для   обогрева   жилых помещений, а точнее нагревания воздуха в них. Происходит это благодаря следующему виду теплопередачи. Демонстрируется  эксперимент  «Конвекция  в  газах»  с   применение   частично­поискового метода   (в   форме   физического   фокуса:   обучающиеся   наблюдают   вращение   «змейки», источник тепла скрыт ширмой») Попробуйте объяснить, как это происходит?  (Холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх под действием силы Архимеда, а тяжелый холодный воздух опускается вниз, при этом вертушка вращается). (Слайд 7) Благодаря такому же движению  воздух в комнате прогревается.  Конвекция – это перенос энергии струями жидкости или газа.   Точно также происходит нагревание жидкости. Посмотрите эксперимент по наблюдению конвекционных потоков при нагревании воды (с помощью марганцовки). (Слайд 8) Обратите   внимание,   что   в   отличие   от   теплопроводности,   при   конвекции   происходит перенос вещества и в твердых телах конвекция не происходит. Нагревание   жидкости   в   кастрюле   или   воздуха   в   комнате   –   это   примеры   естественной конвекции. Для ее возникновения вещества нужно нагревать снизу или охлаждать сверху. Почему именно так? Если нагревать будем сверху, то куда будут перемещаться нагретые слои воды, а куда холодные? (Ответ: никуда, так как нагретые слои и так уже наверху, а холодные слои так и останутся внизу) Вынужденная  конвекция наблюдается, если жидкость перемешивать ложкой, насосом или вентилятором. Особенности конвекции: (Слайд 9) • • • возникает в  жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме; само вещество  переносится; нагревать вещества нужно снизу. Примеры конвекции: (Слайд 10) 1) холодные и теплые морские и океанические течения,  2) в атмосфере, вертикальные перемещения воздуха приводят к образованию облаков; 3)   охлаждение   или   нагревание   жидкостей   и   газов   в   различных   технических устройствах, например в холодильниках и др., обеспечивается   водяное   охлаждение двигателей  внутреннего  сгорания. 3. Излучение (Слайд 11) Что является основным источником тепла на Земле?(Солнце)  Но Земля находится от него на расстоянии 150 млн. км. Как передается тепло от Солнца на Землю? Между Землей и Солнцем за пределами нашей атмосферы все пространство – вакуум. А нам известно, что в вакууме теплопроводность и конвекция происходить не могут. Каким   способом   происходит   передача   тепла?   (Здесь   осуществляется   еще   один   вид теплопередачи – излучение). Излучение  – это теплообмен, при  котором энергия переносится     электромагнитными лучами. Отличается   от   теплопроводности   и   конвекции   тем,   что   теплота   в   этом   случае   может передаваться через вакуум. При   помощи   термодатчика   демонстрируется,   что  излучают   энергию   все   тела:   тело человека, печь, электрическая лампа. (Слайд 12) Особенности излучения (Слайд 13): • • • происходит в любом веществе; происходит в вакууме; темные тела лучше поглощают излучение, чем светлые и лучше излучают. IV Закрепление изученного  Предлагается кому­либо из обучающихся, используя термодатчик, продемонстрировать, каким   образом   энергия   передается   от   электролампы   посредством   трёх   видов теплопередачи. Обучающийся осуществляет демонстрацию. Остальные наблюдают за его действиями, анализируют график зависимости t0(t), построение которого осуществляется на экране в режиме реального времени, предлагают объяснения результатов эксперимента.  (При   отсутствии   термодатчика   можно   использовать   для   закрепления   изученного дидактическую игру: Игра «Попробуй, объясни»  (Слайды 14­20). Перед вами игровое поле с шестью заданиями, вы можете выбрать любое.  1. В каком доме теплее зимой, если толщина стен одинакова? Теплее в деревянном доме, так  как дерево  содержит  70% воздуха,  а  кирпич  20%. Воздух  — плохой проводник тепла.   В   последнее   время   в   строительстве   применяют   «пористые»   кирпичи   для уменьшения теплопроводности. 2.   Каким   способом   происходит   передача   энергии   от   источника   тепла   к   мальчику? Мальчику, сидящему у печки, энергия в основном передается теплопроводностью. 3.   Каким   способом   происходит   передача   энергии   от   источника   тепла   к   мальчику? Мальчику,  лежащему  на песке, энергия от солнца передается   излучением,   а   от песка теплопроводностью. 4.   В   каком   из   этих   вагонов   перевозят   скоропортящиеся   продукты?   Почему? Скоропортящиеся продукты перевозят в вагонах, окрашенных в белый цвет, так как такой вагон в меньшей степени нагревается солнечными лучами. 5. Почему  водоплавающие птицы и другие животные  не замерзают зимой?  Мех, шерсть, пух обладают  плохой теплопроводностью (наличие между волокнами воздуха),   что   позволяет   телу   животного   сохранять   вырабатываемую   организмом энергию и  защищаться от охлаждения. 6.   Почему   оконные   рамы   делают   двойными?    Между   рамами   содержится     воздух, который обладает плохой теплопроводностью и  защищает от потерь тепла.) V.  Диагностический контроль знаний  Предлагается к выполнению тест (2 варианта ) «Виды теплопередачи в окружающем мире» По завершению работы учащиеся осуществляют взаимопроверку результатов работы с тестовыми заданиями. Оценивают результаты выполнения теста. VI. Итог урока С какими видами теплопередачи мы познакомились? Что вам на уроке понравилось, что хотелось бы изменить, оцените свое участие в уроке. VII. Домашнее задание  Используя   материал   §   4,   5,   6,   сеть   «Internet»,   справочную   литературу   выполните творческое задание на выбор: 1) Составьте мини рассказ «Что было бы на Земле, если бы исчезла теплопроводность» 2) Составьте мини рассказ «Что было бы на Земле, если бы исчезла конвекция» 3) Составьте мини рассказ «Что было бы на Земле, если бы исчезло излучение».