Виды теплопередачи. Теплопроводность
Оценка 4.7

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Оценка 4.7
Игры +3
docx
физика
8 кл
24.04.2017
Виды теплопередачи. Теплопроводность
Публикация является частью публикации:
2 konspekt_uroka_teploperedacha.docx
Цели:  Образовательные: 1. Изучить   сущность   явлений   теплопередачи,   раскрыть   сущность   признаков   таких   явлений,   как теплопроводность, конвекция, излучение. 2. Сравнить условия протекания таких явлений, как теплопроводность, конвекция, излучение. 3. Систематизировать физические понятия на частно­системном уровне Развивающие: 1. 2. Воспитательные: 1. Формирование физической картины мира Развитие логического мышления: сравнение, абстрагирование, систематизация, классификация. Развитие эмпирического мышления Дидактические ­ создать условия для проведения физического эксперимента с последующей обработкой результатов, используя информационные технологии.        Демонстрации:  №1. Демонстрация нагрева второго конца стержня при нагревании первого за счет теплопроводности. Сравнение теплопроводности разных металлов №2. Конвекция в газе №3. Теплопередача за счет излучения №4 Теплообмен между слоями жидкости        План урока: 1 Организационный момент 2 Изучение нового материала 3 Закрепление изученного материала 4 Подведение итогов              Оборудование:  Измерительная система Научные развлечения, компьютер, мультимедийный проектор, слайдовая презентация, бланки       Учебно­методическое и программное обеспечение урока: Ход урока 1. Организационный момент Запишите тему урока «Теплопередача. Виды теплопередачи». 2. Изучение нового материала. Каждое   тело   имеет   вполне   определенную   структуру,   оно   состоит   из   частиц,   которые хаотически движутся и взаимодействуют друг с другом. Кинетическая энергия всех молекул, из которых   состоит   тело,   и   потенциальная   энергия   их   взаимодействия   составляют   внутреннюю энергию   тела.   Она   зависит   от   температуры   тела,   агрегатного   состояния   вещества   и   других факторов. Внутренняя энергия не является какой­то постоянной величиной. У одного и того же тела   она   может   изменяться.   Одним   из   способов   изменения   внутренней   энергии   является теплопередача. Теплопередача в свою очередь может осуществляться тремя способами. А вот что это за способы нам предстоит с вами выяснить в ходе урока. Учитель:   С   таким   явлением   как   теплопередача   мы   встречаемся   в   повседневной   жизни. Простой пример: у меня на столе лежат два предмета – ножницы и карандаш. Попробуйте их на ощупь и скажите, какой из предметов холоднее? Ученики: ножницы Учитель: Но почему? Они имеют одинаковую температуру, т.к. давно находятся в классе.  Ученик: (версий выдвигается много, но чаще неверные). Учитель:   Второй   вопрос   к   вам:   почему   красиво   оформленные   радиаторы   отопления   не помещают в комнате у потолка? Ученик: (на этот вопрос 1­2 учащихся дают верный ответ). Учитель:  Почему в жаркий солнечный летний день мы надеваем легкую, и светлую одежду, закрываем голову светлой шляпой, панамой и т.д.? Ученик: (версий тоже много, но редко ­ правильная). Учитель:  Чтобы ответить правильно на эти и другие интересные вопросы превратимся на время урока в исследователей и обратимся к опытам. Итак, уважаемые коллеги, теперь вы не учащиеся  8  класса, а мои коллеги физики, исследователи  видов теплопередачи. Именно этой проблеме посвящена наша с вами работа. Австрийский физик П.Эренфест, выступая перед молодыми исследователями, сказал: "Ради бога, не бойтесь говорить глупости! Лучше 99 раз сказать ерунду, чтобы один раз что­нибудь выскочило!" Демонстрация опыта №1 Учитель:  Рассмотрим первый  вид теплопередачи ­  теплопроводность. Предлагаю провести опыт,   с   помощью   которого   мы   рассмотрим   процесс   теплопроводности   на   примере   передачи внутренней энергии от одной части металлических стержней к другим. Во всех опытах мы будем использовать датчики температур. Прикрепим к датчикам металлические стержни: один из меди, второй – из стали. Один из концов стержней опускается в горячую воду, а изменение внутренней энергии   другого   конца   стержней   непосредственно   регистрируется   с   помощью   датчика температуры.   На   экране   будет   изображаться   график   зависимости   температуры   от   времени, внимательно наблюдайте за изменением графика на экране. (идет опыт) Учитель: Заметьте, что со временем температура повышается, отсюда следует, что внутренняя энергия передается от более нагретого конца стержня к менее нагретому. Выясним, как это происходит. Мы говорили, что частицы хаотически движутся. Очевидно, что в той части  стержня,  который  расположен  в воде,  скорость  колебательного  движения  частиц увеличивается. Поскольку частицы взаимодействуют, то увеличивается скорость соседних частиц, следовательно,   начинает   повышаться   температура   следующей   части   стержня.   Т.о.   происходит передача энергии от более нагретой части к менее нагретой. Учитель:  Вещества разные. Одинаково ли они передают тепло? На графике мы видим две кривые роста температуры, соответствующие двум различным материалам.  Учитель: Попробуйте предположить, какая кривая соответствует нагреву медного стержня. Ученик: верхняя. Учитель:   верно,   нижняя   –   стального.   Это   показывает,   что   медь   нагревается   быстрее,   чем сталь. Следовательно, теплопроводность у различных металлов неодинакова. Итак, дадим определение теплопроводности. Теплопроводность ­ это вид теплопередачи, при   котором   энергия   передается   частицами,   имеющими   большую   энергию,   частицам, имеющим меньшую энергию (от нагретой части тела к холодной). слайд Результат опыта позволяет сформулировать особенности этого вида теплопередачи. Особенности: 1) при теплопроводности не происходит переноса вещества от одной части тела к другой; 2) разные вещества имеют разную теплопроводность (у металлов – хорошая (искл. Ртуть и расплавленные металлы); у жидкостей – мала; у газов – почти нет; самая низкая – вакуум – безвоздушное пространство).  Учитель:  Давайте   ответим   на   вопрос,   прозвучавший   в   начале   урока.   Почему   на   ощупь ножницы холоднее, чем карандаш?  Идет обсуждение вопроса и делается вывод.  Ученик: теплопроводность металла больше, он быстрее забирает тепло от руки, поэтому мы ощущаем прохладу.  Учитель: рассмотрим второй вид теплообмена ­ конвекция.  Демонстрация опыта №2 Учитель   располагает   руку   сначала   выше   датчика,   а   затем   ниже   датчика.   На   экране вычерчивается   в   реальном   времени   график   изменения   температуры   со   временем:   она   не изменяется,   когда   датчик   под   рукой   (в   промежутке   времени   от   0   до   18,   6   с   t   =   26,0°С),   и повышается от 26,0 °С до 26,5 °С, когда датчик над рукой (в промежутке от 18,6 до 35 с). Первый результат для учащихся ожидаемый (воздух – плохой проводник тепла), второй – нет (тепло всё­ таки проходит). Учитель:  Между   рукой   и   датчиком   в   обоих   случаях   находится   воздух.   Воздух   плохой теплопроводник, но когда рука сверху – датчик не нагревается, а когда рука снизу – нагревается. Почему? Очевидно, что существует поток нагретого воздуха, поднимающийся над рукой. Это явление   можно   объяснить   таким   образом.   Воздух,   соприкасаясь   с   рукой,   нагревается, расширяется и становится менее плотным, чем окружающий его холодный воздух. В результате нагретый воздух «всплывает», поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух.  Учитель: Так что же такое конвекция? Ученик:  Конвекция   –   это   вид   теплообмена,   при   котором   тепло   переносится   самими струями   газа   или   жидкости.  Конвекция   от   латинского   слова   «конвекцио»   и   означает перенесение. Учитель: запишите в тетрадь. слайд Учитель: Различают два вида конвекции: естественную (свободную) и вынужденную. Мы с вами наблюдали естественную конвекцию. Вынужденная конвекция – это например, охлаждение комнаты с помощью вентилятора. Особенности:  1) само вещество переносится; 2) существует только в жидкостях и газах, ее нет в твердых телах. Учитель: Мы с вами подошли к ответу на второй вопрос: “Почему красиво оформленные радиаторы отопления не помещают в комнате у потолка?”  Ученик:   Нагревание   воздуха   в   комнате   происходит   в   результате   конвекции,   а   чтобы   она происходила, нагревать нужно снизу, значит, радиаторы отопления должны быть внизу, под окном, т.е. в самом холодном месте комнаты. Учитель: Рассмотрим новый вид теплопередачи ­ излучение. Демонстрация опыта №3 Учитель:  Прикрепим к одному из датчиков черную пленку, к другому – белую. Они будут использоваться в качестве приемников излучения. Включаем лампу и наблюдаем, что происходит. А   теперь   выключим   лампу.   Проанализируем   характер   изменения   температуры   для   разных датчиков. Напоминаю, что датчики регистрируют нагрев пленки, облучаемой лампой накаливания. Ученик: увеличение температуры зависит от цвета пленки. Учитель:  Обратите   внимание   на   характер   остывания   разных   датчиков:   черный   остывает быстрее,   даже   при   одинаковой   температуре   тел,   о   чем   можно   судить   по   наклону   кривых остывания отсчитываемых от температуры, равной максимальной температуре белой пленки. Итак, энергия в данном случае передавалась не теплопроводностью. Ведь между датчиками и лампой   находится   воздух,   а   он   плохой   теплопроводник.   Конвекция   также   не   наблюдалась, поскольку лампа находится рядом, а не под датчиками. Следовательно, в данном случае передача энергии происходит путем излучения. Излучение ­ это вид теплопередачи, осуществляемый путем излучения более нагретым телом, распространения излучения и его поглощения менее нагретым телом. Особенности:  1) излучают все нагретые тела (твердые, жидкие, газообразные), 2) происходит в вакууме, 3) зависит от цвета поверхностей (темная поверхность лучше излучает и поглощает тепло, светлая ­ наоборот). Теперь мы с вами можем ответить на вопрос, поставленный в начале урока:  “Почему в жаркий солнечный летний день мы надеваем легкую и светлую одежду, закрываем голову светлой шляпой, панамой и т.д.?” Ученик: Одежда светлого цвета меньше нагревается в жаркий солнечный летний день, и нам не так жарко. Учитель: Итак, подведем итоги проделанных опытов. Какие виды теплопередачи существуют? Назовите особенности теплопроводности (конвекции, излучения). Теперь попытаемся систематизировать наши знания (схема). Внутренняя энергия Теплопередача Теплопроводность Конвекция Излучение 3. Закрепление изученного материала. Демонстрация № 4 4. Подведение итогов работы на уроке:  Знаю и могу объяснить другому Знаю, но надо  подучить Не знаю Вопрос Что такое конвекция? Что такое  теплопроводность? Что такое излучение? В чём различие между  конвекцией и  теплопроводностью? Пример теплопередачи путем конвекции. Особенности такого  вида теплопередачи,  как излучение. А в заключении я хочу сказать, что физик видит то, что видят все: предметы, явления, он, так же как и все восхищается красотой мира, но за этой красотой ему открывается еще одна: красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. И сегодня мы с вами приоткрыли лишь маленькую дверь в этот огромный мир, мир глазами физика. 1. Температура тела человека больше 20 градусов. Теплообмен между человеком и водой намного   интенсивнее,   т.к.   теплопроводность   воды   больше   теплопроводности   воздуха. Поэтому в воде с температурой 20 градусов холоднее, чем на воздухе с температурой 16. 2. Воздух охлаждается  способом конвекции. Поступающий  из форточки холодный воздух опускается вниз, и постепенно вытесняя теплый, заполняет комнату. 3. Явление   естественной   конвекции   основано   на   изменении   плотности   в   зависимости   от температуры   газа,   а   значит   и   веса   различных   его   слоев.   Поскольку   тела   находятся   в состоянии невесомости, свободной конвекцией невозможно пользоваться. Вопрос Знаю и могу  объяснить другому Знаю, но надо  подучить Не знаю Что такое конвекция? Что такое теплопроводность? Что такое излучение? В чём различие между конвекцией и  теплопроводностью? Пример теплопередачи путем конвекции. Особенности такого вида теплопередачи, как излучение. Вопрос Что такое конвекция? Что такое теплопроводность? Что такое излучение? В чём различие между конвекцией и  теплопроводностью? Пример теплопередачи путем конвекции. Особенности такого вида теплопередачи, как излучение. Вопрос Что такое конвекция? Что такое теплопроводность? Что такое излучение? В чём различие между конвекцией и  теплопроводностью? Пример теплопередачи путем конвекции. Особенности такого вида теплопередачи, как излучение. Вопрос Что такое конвекция? Что такое теплопроводность? Что такое излучение? В чём различие между конвекцией и  теплопроводностью? Пример теплопередачи путем конвекции. Особенности такого вида теплопередачи, как излучение. Вопрос Что такое конвекция? Что такое теплопроводность? Что такое излучение? В чём различие между конвекцией и  теплопроводностью? Пример теплопередачи путем конвекции. Особенности такого вида теплопередачи, как излучение. Вопрос Что такое конвекция? Что такое теплопроводность? Что такое излучение? В чём различие между конвекцией и  теплопроводностью? Пример теплопередачи путем конвекции. Особенности такого вида теплопередачи, как Знаю и могу  объяснить другому Знаю, но надо  подучить Не знаю Знаю и могу  объяснить другому Знаю, но надо  подучить Не знаю Знаю и могу  объяснить другому Знаю, но надо  подучить Не знаю Знаю и могу  объяснить другому Знаю, но надо  подучить Не знаю Знаю и могу  объяснить другому Знаю, но надо  подучить Не знаю излучение.

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
24.04.2017