Arreglo
Características de varios métodos de transferencia de calor. Ejemplos de transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología.

Características de varios métodos de transferencia de calor. Ejemplos de transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología.

Objetivos de la lección:

Educación general: para resumir los conocimientos básicos sobre el tema "Tipos de transferencia de calor", para familiarizar a los estudiantes de octavo grado con las manifestaciones de conductividad térmica, convección, radiación en la naturaleza y la tecnología;

Desarrollar: continuar la formación de habilidades clave en los estudiantes que son de importancia universal para varios tipos actividades: resaltar el problema, tomar decisiones, buscar, analizar y procesar información;

Educativo: para educar el colectivismo, una actitud creativa ante la tarea asignada.

Trabajo de preparatoria

Los estudiantes distribuyen responsabilidades de forma independiente, buscan y recopilan información, la analizan y la presentan, piensan en el plan del experimento, preparan el equipo necesario para su implementación, discuten y explican lo observado.
En el curso del trabajo en el proyecto, el maestro y los estudiantes trabajan en estrecha colaboración, en particular, se realizan consultas en las que el maestro supervisa y corrige las actividades de los estudiantes.

Diseño de lecciones

Objetivos de la lección:

1. Educativo:

Generalizar y sistematizar el conocimiento de los estudiantes sobre el tema: "Tipos de transferencia de calor";

Ser capaz de describir y explicar fenómenos físicos como la conducción, convección y radiación del calor;

Ser capaz de utilizar los conocimientos adquiridos en la vida cotidiana.

2. Desarrollando:

Desarrollo de la percepción auditiva y visual;

Desarrollo del pensamiento, habla, memoria, atención;

Búsqueda, análisis y tratamiento de la información.

3. Educativo:

  Educación de las cualidades personales (precisión, capacidad para trabajar en equipo, disciplina);

  educación de interés cognitivo en el tema;

 contribuir a la educación de una personalidad integralmente desarrollada del niño.

Equipamiento: pantalla y proyector multimedia, presentación; equipo preparado por cada grupo.

Durante las clases.

YO. Etapa organizativa (2 minutos.)

Propósito: incluir a los estudiantes en actividades de aprendizaje, para determinar el contenido de la lección:

Introducción al plan de lección.

II. Actualización del conocimiento de los estudiantes. (35 minutos)

(W.1)

Propósito: actualizar los conocimientos sobre los tipos de transferencia de calor, generalizar y sistematizar los conocimientos sobre transferencia de calor, convección y radiación, para aplicar los conocimientos adquiridos en la vida cotidiana.

(W.2)

1. Desde el punto de vista de la física, ¿qué une los siguientes proverbios?(en diapositiva)

A) No agarrar la plancha caliente. Luego el herrero forja tenazas para no quemarse las manos.

B) Nuestra choza de calor desigual. Caliente en la estufa, frío en el suelo.

C) El sol rojo en la luz blanca calienta la tierra negra.

Respuesta: la energía interna de los cuerpos cambia como resultado de la transferencia de calor.

2. ¿Cuál es la diferencia desde el punto de vista de la física de los fenómenos a los que se refieren los proverbios??

Respuesta: Estos proverbios hablan de diferentes caminos transferencia de calor.

¿Cómo se llaman en física los diferentes métodos de transferencia de calor? (Tipos de transferencia de calor)

3. Y ahora formula el tema de nuestra lección.

“Tipos de transferencia de calor”

Maestro: En nuestra lección, recordaremos todo lo que estudiamos sobre el tema: "Tipos de transferencia de calor". Hoy resumiremos, sistematizaremos y consolidaremos nuestro conocimiento sobre este tema. Los conocimientos adquiridos son aplicables en la vida cotidiana.

Construyamos un sistema de conocimiento, cuyos elementos aprendimos en el estudio de este tema. Para mayor claridad, imaginemos esto en forma de diagrama (plantillas en los escritorios de los estudiantes).

Trabajando juntos (rellenando juntos).

(W.3)

1) ¿Cuál será el nombre de la figura principal, reflejando el nombre del tema y el esquema?

Sh.- Tipos de transferencia de calor.

U. - Arreglemos esto Figura 1 - será la principal en el diagrama; le agregaremos texto (nombre), seleccione la forma o texto con color.

2) ¿Qué cambia como resultado de la transferencia de calor? ¿Qué tipo de energía cambia por transferencia de calor?

Sh.- Energía interna de los cuerpos.

U.- Los tipos de transferencia de calor están asociados con un cambio en la energía interna de los cuerpos.

Vamos a arreglarlo en la figura 2.

3) ¿A qué ley importante obedecen los tipos de transferencia de calor asociados con un cambio en la energía interna de los cuerpos?

Sh.- La ley de conservación y transformación de la energía.

W.- Así es. Escribamos esto en la figura 3. Dado que esta es una de las leyes más importantes de la naturaleza, colocaremos la figura 3 sobre las figuras 1 y 2.

4,5,6) ¿Qué tipos específicos de transferencia de calor nos hemos encontrado?

Sh.- Conductividad térmica, convección, radiación.

W.- Correcto. Reflejaremos esto en el diagrama y colocaremos las figuras debajo de la principal en una fila, ya que cada una corresponde a un fenómeno físico independiente.

Las columnas restantes de la tabla de resumen deben completarse a lo largo de la lección, escuchando las actuaciones de los grupos y utilizando el conocimiento que hemos adquirido.

U. Nuestra lección está dedicada a la protección de proyectos educativos. Repetiremos los tipos de transferencia de calor, nos familiarizaremos con las manifestaciones de conducción de calor, convección, radiación en la naturaleza y la tecnología. Tres grupos eligieron uno de los tipos de transferencia de calor. La tarea incluía teoría, experimentación y creación de una presentación por computadora. En base a los resultados de la defensa, el grupo debe preparar un reportaje fotográfico. Tenga en cuenta que el tiempo de defensa del proyecto no debe exceder los 5-7 minutos.

4. Protección de proyectos.

(W.4)

1. ¿Qué tipo de transferencia de calor se menciona en el primer proverbio?

(Sl.5) (conductividad térmica) .

yo grupo

Conductividad térmica - el fenómeno de la transferencia de energía interna de una parte del cuerpo a otra o de un cuerpo a otro con su contacto directo.

La conductividad térmica es un tipo de transferencia de calor en el que la energía interna se transfiere de las partículas de una parte más calentada del cuerpo a las partículas de una parte menos calentada.

Experimento

Demostración de la diferente conductividad térmica de una cuchara de plata (madera) y una cuchara de acero inoxidable después de calentarlas en agua caliente.

Diferentes sustancias tienen diferente conductividad térmica. Los metales tienen buena conductividad térmica. Por ejemplo, el cobre se usa en la construcción de soldadores. La conductividad térmica del acero es 10 veces menor que la del cobre. La madera y algunos tipos de plásticos tienen baja conductividad térmica. Esta propiedad se utiliza en la fabricación de mangos para calentar objetos, como teteras, ollas y sartenes.

El fieltro, la lana de ladrillo porosa, la pelusa, la piel (debido a la presencia de aire entre sus fibras) tienen una baja conductividad térmica, por lo que estos materiales, junto con la madera, se utilizan ampliamente en la construcción de viviendas.

Trajimos varios materiales de aislamiento térmico: remolque, poliestireno, que se utilizan en la construcción. La regulación de la transferencia de calor es una de las principales tareas de los equipos de construcción. En aquellos casos en los que la transferencia de calor no es deseable, se intenta reducirla. Para hacer esto, use aislamiento térmico.

Una fina capa de aire entre los cristales de la ventana protege nuestra casa del frío al igual que una pared de ladrillos. Esto significa que el aire tiene mala conductividad térmica. Los líquidos y los gases tienen una conductividad térmica muy baja, pero el calor también se puede transferir en los gases y los líquidos.

Por extraño que le parezca, la nieve, especialmente la nieve suelta, tiene una conductividad térmica muy baja. Esto explica por qué una capa de nieve relativamente delgada protege los cultivos de invierno de la congelación.

El pelaje de los animales, debido a la baja conductividad térmica, los protege del enfriamiento en invierno y del sobrecalentamiento en verano.

(W.11)2. ¿Y qué tipo de transferencia de calor se menciona en el segundo proverbio?

(W.12) (convección).

II grupo

Convección - tipo de transferencia de calor, en el que la energía se transfiere mediante chorros de gas y líquido.

Hay dos tipos de convección: natural y forzada.

Convección natural - enfriamiento espontáneo, calentamiento, movimiento.

Convección forzada - movimiento con bomba, agitador, etc.

Convección en líquidos. Los líquidos y gases se calientan desde abajo, ya que tienen poca conductividad térmica. En las capas calientes de líquido (gas), la densidad disminuye y ascienden, dando paso a otras más frías. Hay una circulación (“movimiento en círculo”) de las capas.

A sólidos no hay convección, ya que sus partículas no tienen alta movilidad.

Muchas manifestaciones de la convección se pueden encontrar en la naturaleza y en la vida humana. La convección también encuentra aplicación en la ingeniería.

Experimento

Demostración de quemar una vela, que está parcialmente cubierta con un cilindro de vidrio sin fondo (deje espacio libre debajo); el cese de quemar la vela cuando el cilindro de vidrio se baja por completo.

Experimento

Hay dos vasos de agua caliente sobre la mesa, uno con hielo y el otro con hielo en la tapa. Los estudiantes explican en qué vaso el agua se enfriará más rápido (convección en líquidos).

Y para que el agua hirviendo se enfríe más rápido, removemos con una cuchara (convección forzada)

La calefacción y refrigeración de locales residenciales se basa en el fenómeno de la convección. Por eso es recomendable colocar los dispositivos de refrigeración en la parte superior, más cerca del techo, para que se produzca la convección natural. Los dispositivos de calefacción se encuentran debajo.

Brisa - se produce en la frontera de la tierra y el agua, porque. se calientan y se enfrían de manera diferente. El agua se calienta y se enfría 5 veces más lentamente que la tierra (arena). Debido a esto, durante el día se forma una zona de baja presión sobre la tierra, y una zona de alta presión sobre el mar. Se produce un movimiento de masas de aire desde una zona de alta presión hacia una zona de baja presión, lo que se denomina brisa diurna. Por la noche, todo sucede al revés.

(W.19) 3. ¿Y qué tipo de transferencia de calor se menciona en el tercer proverbio?

(DC 20) (radiación).

III grupo

Radiación (transferencia de calor radiante) - un tipo de transferencia de calor en el que la energía se transfiere mediante rayos de calor (ondas electromagnéticas).

Sucede todo el tiempo y en todas partes. Se puede realizar en vacío total.

La radiación proviene de todos los cuerpos calientes (de una persona, un fuego, una estufa, etc.)

Cuanto más alta es la temperatura corporal, más fuerte es su radiación térmica.

Los cuerpos no solo irradian energía, sino que también la absorben.

Los cuerpos con una superficie oscura absorben e irradian energía mejor que los cuerpos con una superficie clara.

El sol es la fuente de energía en la tierra.

¿Cómo se transfiere el calor solar a la Tierra? De hecho, en el espacio exterior no hay cuerpos sólidos, ni líquidos, ni gaseosos. En consecuencia, el espacio exterior no puede transferir el calor del Sol a la Tierra ni por conducción ni por convección. El hecho es que el calor del Sol a la Tierra se transmite de la misma manera que una señal de una estación de radio a un receptor: ondas electromagnéticas.

Muchas manifestaciones de la radiación térmica se pueden encontrar en la naturaleza y la vida humana. Radiación termal también encuentra aplicación en la tecnología.

El hombre utiliza la capacidad de los cuerpos para absorber la energía de la radiación de diferentes maneras.

Suelo arado, suelo con vegetación (Slide). Durante el día, el suelo absorbe energía y se calienta por radiación, pero también se enfría más rápido. Su calentamiento y enfriamiento está influenciado por la presencia de vegetación. Por lo tanto, el suelo arado oscuro se calienta más por la radiación, pero se enfría más rápido que el suelo cubierto de vegetación.

El clima también afecta el intercambio de calor entre el suelo y el aire. En las noches despejadas y sin nubes, el suelo se enfría fuertemente: la radiación del suelo se escapa libremente al espacio. En esas noches a principios de primavera, es posible que se produzcan heladas en el suelo. Si el clima está nublado, entonces las nubes cubren la Tierra y juegan el papel de una especie de pantallas que protegen el suelo de la pérdida de energía por radiación.

Demostración del diseño del invernadero. Uno de los medios para aumentar la temperatura de la superficie del suelo y del aire del suelo son los invernaderos, que permiten aprovechar al máximo la radiación solar. El área del suelo está cubierta con marcos de vidrio o películas transparentes. El vidrio transmite bien la radiación solar visible que, al caer sobre un suelo oscuro, lo calienta, pero lo transmite peor. radiación invisible emitida por la cálida superficie de la tierra. Además, la película (vidrio) evita el movimiento de aire caliente hacia arriba, es decir, implementación de la convección. De esta forma, el vidrio de invernadero actúa como una "trampa" para la energía. Dentro de los invernaderos, la temperatura es más alta que en el suelo sin protección, en unos 10 ° C. (calientan el invernadero con una lámpara y miden la temperatura exterior e interior del invernadero, y resulta ser diferente).

¿Qué tetera se enfriará más rápido?

¿Por qué los aviones están pintados con pintura plateada y por qué la ducha en el campo es oscura?

(Dp. 26)Termo (estructura)

- ¿Cómo ahorrar energía?(explique el principio de funcionamiento y el dispositivo de un termo, centrándose en los tipos de transferencia de calor).

Corcho (Convección fija)

Vacío (Abajo con conductividad térmica)

Espejo (lejos de la radiación)

(W.27)

5. Discusión de los resultados de completar la tabla.

tercero Conclusión (3 minutos)

Resumir los resultados de todas las etapas del trabajo.

Reflexión de los alumnos.

VI En casa:

repita los § 3 - 6, continúe completando la tabla. en casa,

tarea creativa: haga crucigramas sobre el tema "Tipos de transferencia de calor".

Los estudiantes que lo deseen pueden preparar informes sobre la aplicación de la transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología para la próxima lección. Los temas aproximados de los informes pueden ser: "La importancia de los tipos de transferencia de calor en la aviación y durante los vuelos espaciales", "Tipos de transferencia de calor en la vida cotidiana", "Transferencia de calor en la atmósfera", "Contabilidad y uso de tipos de transferencia de calor". en la agricultura”, etc.

Reflexión

Si entiende el material, puede decirlo y explicarlo, luego dése un "5".

Si se entiende el material, pero hay alguna duda de que podrá reproducirlo, entonces “4”.

Si el material está mal dominado, entonces “3”.

Levanta los emoticonos. ¿Cómo terminamos la lección?

Reflexión de la lección .

Se pide a los estudiantes que completen las hojas de reflexión.

hoy me entere...

fue interesante…

Yo compré...

Me sorprendió...

me dio una lección de vida...

quería... y yo

Resumiendo la lección, poniendo marcas.

tercero ETAPA FINAL (3 min)

Propósito: analizar y evaluar el éxito de lograr el objetivo y esbozar las perspectivas de trabajo futuro; agradecer a los compañeros de clase que ayudaron a obtener los resultados de la lección.

>>Física: Ejemplos de transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología

1. Vientos. Todos los vientos en la atmósfera son corrientes de convección a gran escala. La convección, por ejemplo, explica brisas- vientos nocturnos y diurnos que surgen en las orillas de los mares y grandes lagos.

En los días de verano, el sol calienta la tierra más rápido que el agua, por lo que el aire sobre la tierra se calienta más que sobre el agua. Al mismo tiempo, el aire sobre la tierra se expande, después de lo cual su presión se vuelve menor que la presión del aire más frío sobre el mar. Como resultado, como en los vasos comunicantes, el aire frío del fondo del mar (donde la presión es mayor) se mueve hacia la orilla (donde la presión es menor): el viento sopla. Esta es la brisa diurna (o marina).

Por la noche, el agua se enfría más lentamente que la tierra, y sobre la tierra el aire se vuelve más frío que sobre el agua. Ahora más alta presión está por encima de la tierra, y por lo tanto el aire comienza a moverse desde la costa hacia el mar. Esta es una brisa nocturna (o costera).

2. empuje. Sabemos que sin una entrada de aire fresco, la combustión de combustible es imposible. Si el aire no ingresa al horno u horno, la combustión se detendrá. Para mantener la combustión, a menudo se usa una entrada natural de aire: tiro. Al mismo tiempo, se instala una tubería sobre el lugar de combustión del combustible. Cuando se calienta, el aire se expande y la presión en el horno y la tubería se vuelve menor que la presión del aire exterior. Debido a la diferencia de presión, el aire frío se precipita desde el exterior hacia el horno y el aire caliente sube por la tubería. Esto es lo que es la tracción.

A medida que aumenta la altura de la tubería, aumenta el tiro, ya que cuanto más alta sea la tubería construida sobre el horno, mayor será la diferencia de presión entre el aire exterior y el aire en la tubería.

3. Calentamiento de agua. Los residentes de países ubicados en las zonas templadas y frías de la Tierra se ven obligados a calentar sus hogares cuando hace frío. En locales residenciales, la temperatura más favorable para una persona se considera 18-20 ° C. Para mantener esta temperatura en muchos hogares se utiliza el calentamiento del agua.

El calentamiento del agua en los sistemas de calefacción central se realiza fuera de las instalaciones calentadas (en salas de calderas o plantas combinadas de calor y electricidad - CHP). del calentador agua caliente entubado en los edificios. Aquí (Fig. 71) sube por el elevador principal 1, y desde allí, a través de las tuberías hasta los dispositivos de calefacción (radiadores 2). A medida que se enfrían, el agua regresa al fondo y nuevamente fluye hacia el calentador. Esto asegura la circulación continua de agua en todo el sistema. En edificios pequeños, esta circulación se produce debido a convección natural, y en viviendas de grandes ciudades se produce por la acción de bombas especiales (convección artificial o forzada).

Para evitar la destrucción del sistema de calefacción (como resultado de un aumento de la presión durante la expansión del líquido calentado), el elevador principal 1 se suministra con un tanque de expansión 3.

4. Termo. La transferencia de calor de un cuerpo más caliente a uno más frío conduce a la igualación de sus temperaturas. Por lo tanto, por ejemplo, una tetera caliente que se retira de la estufa se enfría después de un tiempo cuando entra en contacto con el aire circundante. Para permitir que un cuerpo se enfríe (o se caliente), es necesario evitar la posible transferencia de calor, y en sus tres manifestaciones (convección, conducción de calor y radiación). Esto se logra colocando el cuerpo en un recipiente especial - buque dewar, que fue inventado en 1892 por el científico inglés James Dewar.

Los recipientes Dewar se usaron originalmente solo para almacenar gases licuados que se evaporan fácilmente (por ejemplo, helio líquido). Posteriormente, comenzaron a usarse con fines domésticos: para conservar los productos alimenticios colocados en ellos a una temperatura constante. Tales vasos Dewar se conocieron como termos(Figura 72).

El dispositivo de un termo diseñado para almacenar líquidos se muestra en la Figura 73. Consiste en un recipiente de vidrio 4 con paredes dobles.La superficie interna de estas paredes está cubierta con una capa de metal brillante, y el aire se bombea fuera del espacio entre el paredes Para proteger la caja de vidrio del termo de daños, se coloca en una caja de cartón o metal 3. El recipiente se sella con un tapón 2 y se atornilla una tapa 1 en la parte superior de la caja.

El termo está diseñado de tal manera que el intercambio de calor de su contenido con ambiente reducido al mínimo. La ausencia de aire entre sus paredes impide la transferencia de energía por convección y conducción de calor, y la capa brillante de la superficie interior del termo impide la transferencia de energía por radiación.

??? 1. ¿Por qué la brisa diurna sopla del mar hacia la costa y la brisa nocturna sopla de la costa hacia el mar? 2. ¿Qué causa los antojos? 3. ¿Cómo está dispuesto el sistema de calentamiento de agua? 4. Cuéntanos sobre el dispositivo termo. ¿En virtud de que en esto es posible reducir la transferencia de calor? ¿Por qué la comida en un termo todavía se enfría?

S.V. Gromov, N. A. Patria, Física Grado 8

Enviado por lectores de sitios de Internet

Planificación de física, libros de texto y libros de física de grado 8, cursos y tareas de física de grado 8, resúmenes de física de grado 8

Contenido de la lección resumen de la lección marco de apoyo lección presentación métodos acelerativos tecnologías interactivas Práctica tareas y ejercicios autoexamen talleres, capacitaciones, casos, búsquedas deberes preguntas de discusión preguntas retóricas de los estudiantes Ilustraciones audio, video clips y multimedia fotografías, imágenes gráficas, tablas, esquemas de humor, anécdotas, chistes, cómics, parábolas, refranes, crucigramas, citas Complementos resúmenes artículos fichas para inquisitivos chuletas libros de texto básicos y adicionales glosario de términos otros Mejorar los libros de texto y las lecciones.corregir errores en el libro de texto actualizar un fragmento en el libro de texto elementos de innovación en la lección reemplazar el conocimiento obsoleto por otros nuevos Solo para profesores lecciones perfectas plan de calendario por un año pautas programas de debate Lecciones integradas

Objetivo de la lección: Revisar el material aprendido previamente; formar la capacidad de contar una historia, expresar los medios de pensamiento en el lenguaje "físico" correcto; desarrollar los horizontes de los estudiantes para aclarar el valor de la física en la vida humana y la sociedad; encontrar maneras de resolver problemas relacionados con situaciones de la vida.

Durante las clases.

Antes de la lección, los estudiantes se dividen en 6 grupos de acuerdo con estas ediciones:

revista "Jardín y huerta"

revista "Modelador-constructor"

"Diario literario"

Revista "Yunaty"

revista "Arquitecto"

revista "Trabajador"

Imagina un día de trabajo editorial. Tienes que responder preguntas de los lectores o prepararte urgentemente para un viaje de negocios... Todo debe resolverse rápido y casi de inmediato. Para ello, deberá elegir al redactor jefe, resolver las cuestiones y dificultades propuestas, presentar un informe sobre el trabajo realizado (respuestas de los miembros del grupo). El gerente del departamento debe evaluar el trabajo de cada miembro del grupo y el grupo, el trabajo del gerente. Y ahora elegiremos un boleto e inmediatamente sin preparación, responderemos.

¿Qué es exactamente la energía interna?

Dé ejemplos de formas de cambiar la energía interna.

Dé ejemplos de patrones de transferencia de calor.

¿Qué es la conductividad térmica? ¿Cómo se transfiere la energía a través del alambre de hierro?

¿Qué es la convección?

¿Cómo se transfiere la energía del Sol a la Tierra? Defina este tipo de transferencia de calor.

Después de las respuestas, a cada grupo se le asignan tareas (tiempo 5 - 7 minutos).

En tierras ecuatoriales, donde el clima es cálido, el color de la piel de las personas es más negro que el de los que viven en un clima frío. ¿Por qué? Los osos blancos como la nieve viven en las latitudes del norte y los osos pardos viven en las latitudes del sur. ¿Por qué? En el norte vive una liebre free-rider ( el color blanco lana), en las regiones más al sur - liebre polizón (lana gris). ¿Por qué? (Respuesta: los cuerpos negros exudan más que los cuerpos blancos, en las mismas condiciones).

¿Qué papel juega el cambio estacional en la longitud y densidad de la lana en los animales: en verano la lana es más corta y suelta, y en invierno es más larga y gruesa? (Respuesta: lana, pelusa, odre y otros cuerpos porosos en los espacios entre las fibras contienen aire y por lo tanto tienen mala conductividad térmica, protegen el cuerpo de los animales de la congelación).

El frío no es una tía.

Al igual que el hambre, la escarcha no es una tía. Un cuervo sentado en un poste definitivamente picará donde sopla el viento helado. Ella siempre lo enfrenta con su pico, por ejemplo, para que el viento fluya y no levante las plumas. En un clima tranquilo pero helado, las aves "esponjan" sus plumas, se convierten en bolas sueltas ... El pelaje se mantiene caliente de manera confiable. Se renueva en muchos animales por el invierno... Las heladas estimulan el crecimiento del pelaje. Lo sé por un burro traído a la región de Moscú desde Asia Central. En el primer invierno, le cosieron algo así como un chaleco con una vieja piel de oveja. Y ahora, para el invierno, el burro se vuelve como un monstruo esponjoso: los parientes de las tierras cálidas no lo reconocerían de inmediato.

V Peskov.

De un cuento de hadas ruso: “No hay nadie que construya un urogallo negro en la casa fría del invierno, pero él mismo no sabe cómo hacerlo. Una noche de todo hay que vivirla... "Oh", pensó, "¡no importa qué!" Y - plop en la nieve! En la nieve y pasó la noche. ¡Nada! Hacía calor. Me levanté temprano en la mañana, volé donde necesitaba en la luz libre. ¿Qué salvó al urogallo negro de las heladas mientras pasaba la noche en el bosque?

No plante jardines en las tierras bajas. ¿De qué? (Respuesta: el aire frío es más denso, por lo que se acumula en el fondo; la escarcha es más común en lugares bajos).

No permita que las plantas se cubran con una costra de hielo. ¿Por qué? (Respuesta: la conductividad térmica del hielo es 20 uno más que la de la nieve, por lo que las plantas se congelan).

Afloje la base antes de congelar. ¿Por qué? (Respuesta: al aflojar, la conductividad térmica del suelo disminuye).

En la primavera, cuando la probabilidad de heladas es muy probable, memorice y repita los poemas del escritor ruso I. A. Bunin "Cold Spring".

El oeste incoloro es claro: espere frío a medianoche.

Y los ruiseñores cantan desde sus cálidos nidos toda la noche

En droga estiércol ahumado azul,

En el polvo plateado de las nebulosas estrellas más brillantes.

¿Por qué existe tal combinación de fenómenos? (Respuesta: con un cielo brillante, la tierra se enfría mucho debido a la radiación).

Comentar extractos de obras de arte desde el punto de vista de la física.

Del cuento de hadas de V. Gauf "Sobre el príncipe descabellado". “Nadie se atrevía a decir que Labakan era un inepto con la aguja, al contrario: sabía hacer trabajos muy delicados... A menudo cosía sin parar, de modo que la aguja en su mano se calentaba y el hilo empezaba a humear , y el trabajo salió mejor que nadie…”

Del cuento de hadas ruso "Invernación de animales". "El ganso y el gallo llegaron al toro en el establo, dicen a coro: "¡Deja ir al hermano, caliéntate!" El toro responde: “¡No, no te dejaré entrar! Tienes dos alas, te pondrás una, te vestirás con la otra, por ejemplo, ¡pasarás el invierno! “No me dejarás entrar”, dice el ganso, “por ejemplo, te arrancaré todo el musgo de las paredes, ¡pero sin duda tendrás más frío!”. “No lo sueltes”, dice el gallo. "Así que volaré hasta el ático y rastrillaré toda la tierra del techo, hará más frío para ti".

Del cuento de hadas ruso "La hermana zorro y el lobo". “El lobo fue al río, metió la cola en el agujero y comenzó a decir: “¡Atrapa, pesca, tanto pequeños como grandes! ¡Atrapa, pesca, tanto pequeños como grandes! Siguiéndolo, apareció el zorro; camina cerca del lobo y se lamenta: “¡Claro, claro el cielo estrellado en el cielo! ¡Congelar, congelar cola de lobo! Cola y congelado".

¿Qué casa es más cálida, de madera o de ladrillo? (Respuesta: en madera, porque la madera tiene una conductividad térmica más baja).

Por qué los constructores usan materiales porosos: ladrillos porosos. fieltro, lana de vidrio

¿Por qué se hacen marcos dobles?

¿Por qué hay radiadores en las habitaciones ubicadas debajo?

La revista Modeler-Constructor invita a los lectores a participar en la creación Cohete espacial que utiliza hidrógeno líquido como combustible. Sin embargo, ¿dónde se almacena? El punto de ebullición del hidrógeno es -2530 C. ¡Mantener 3 en un tanque ordinario es como poner una olla de agua en un alto horno! El tanque debe ser tal que el calor no penetre en él desde el exterior. Como resultado del razonamiento, el grupo llega a la conclusión de que este tanque debería ser un termo. Explica cómo funciona un termo. ¿Es posible mantener té caliente en este recipiente?

Integrantes del consejo de redacción de la revista “Trabajador” se lucen para ir de viaje de negocios.

El grupo va al lejano norte y se lleva abrigos y gorros. Los físicos dicen que la expresión "un abrigo de piel calienta" es incorrecta. ¿Y, qué piensas?

Este grupo va al sur hacia el mar. ¿Qué tipo de ropa, clara u oscura, deben llevar? ¿Por qué los marineros prefieren salir al mar de noche?

Después de discutir todas las preguntas, complete la tabla.

Nombre de recepción de transferencia de calor

Cómo se transfiere la energía

Peculiaridades varias maneras transferencia de calor. Ejemplos de transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología.
fenómenos térmicos

Con la ayuda de esta lección, se familiarizará con el tema "Características de varios métodos de transferencia de calor". Ejemplos de transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología. Aquí resumimos nuestro conocimiento de la transferencia de calor y sus tipos existentes y consideramos ejemplos de varios procesos térmicos en experimentos físicos y en la naturaleza.

La lección de hoy es la última del tema "Diferentes métodos de transferencia de calor", por lo que la haremos general y discutiremos varios métodos de transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología y sus características usando ejemplos específicos.

Es importante comprender que los procesos de transferencia de calor en la naturaleza ocurren continuamente y podemos observarlos en todas partes del mundo que nos rodea, de lo que hablaremos hoy. Considere los métodos de transferencia de calor:

Ejemplo 1Obtención de vapor del hielo cuando se calienta. Coloquemos hielo en una cacerola a una temperatura inferior a 0 ° C y comencemos a calentarlo, escriba los procesos que ocurren en este caso e indique los métodos de transferencia de calor que se manifiestan más activamente en cada etapa de calentamiento. Por supuesto, entendemos que la secuencia de transiciones de los estados agregados de la materia en este caso se verá como en la Figura 1, pero los describiremos con más detalle.

Arroz. una

1. Calentar hielo hasta un punto de fusión de 0°C. El papel principal lo juega el fenómeno de la conductividad térmica, ya que el hielo es un cuerpo sólido.

2. Derretimiento del hielo a 0°C, la temperatura no cambia hasta que todo el hielo se ha derretido. El papel principal lo juega, como antes, el fenómeno de la conducción de calor.

3. Calentar agua formada a partir de hielo de 0°C a . En este proceso y en todos los posteriores, el papel principal ya lo juega la convección, como más metodo efectivo Transferencia de calor en líquidos y gases.

4. Agua hirviendo y la formación de vapor en. La temperatura durante este proceso tampoco cambia. En el proceso de ebullición, el fenómeno de la convección, quizás, se manifiesta de la manera más llamativa, ya que incluso a simple vista se pueden observar los procesos de constante mezcla natural del agua hirviendo.

5. Calentamiento de vapor desde temperatura y superior.

Ejemplo 2La formación de manchas granulares en la superficie del Sol. Si observa fotografías de la superficie del Sol, puede ver que toda su superficie es granulosa, no uniforme (ver Fig. 2). ¿Con qué está conectado?

Arroz. 2. La superficie granulosa del Sol.

La estructura del Sol se puede dividir en varias de las llamadas capas, una de las cuales está ubicada cerca de la superficie y se llama zona convectiva (ver Fig. 3).

Arroz. 3. Estructura del Sol

Por el nombre de esta capa, ya se puede adivinar que en ella tiene lugar un proceso de convección: por un lado, la sustancia de la fotosfera, enfriándose en la superficie, se sumerge profundamente en la zona convectiva, por otro lado, la sustancia en la parte inferior recibe radiación de la zona de transferencia de rayos y asciende. Los picos de los flujos convectivos son irregularidades en la superficie del Sol, que podemos ver en las fotografías en forma de granularidad.

Así, es posible trazar alguna analogía entre los procesos de una escala cósmica y la ebullición ordinaria del agua en una cacerola.

Ejemplo 3El proceso de formación del viento. Esquemáticamente, el proceso de formación del viento, es decir, el movimiento de las masas de aire, se puede representar en la Figura 4.

Arroz. 4. El proceso de formación del viento.

Las corrientes de viento se generan, por regla general, cerca de los cuerpos de agua y, en primer lugar, este fenómeno está asociado con diferente conductividad térmica agua y tierra (tierra). La formación del viento es un ciclo de dos partes:

1. Durante el día, el agua se calienta lentamente y la tierra recibe calor más rápido, es decir. el aire sobre el agua es más frío, su densidad y presión son más altas que sobre la tierra, y el viento comienza a soplar hacia la tierra debido a la diferencia de presión resultante.

2. Por la noche, cuando la tierra, debido a la misma diferencia en las propiedades de conductividad térmica, se enfría más rápido que el agua, el viento comienza a soplar. reverso- de la tierra al agua.

Ejemplo 4El fenómeno del tiro en la chimenea.

Definición.Empuje - es un flujo natural de aire.

El concepto de tiro se encuentra principalmente al considerar el diseño y el principio de funcionamiento de la chimenea (ver Fig. 5).

Arroz. 5. El diseño de la chimenea. patrón de empuje

El elemento más importante del horno es la chimenea (3), es ella la que proporciona el movimiento de los flujos convectivos, que crean la tracción. En la zona del horno (2), una llama arde y calienta el aire, cuya densidad disminuye y, según la ley de Arquímedes, comienza a ascender por la tubería. El área desde donde el aire caliente comenzó a moverse hacia arriba debe llenarse con aire frío, que ingresa desde el exterior del horno a través de la puerta del horno (1). Por lo tanto, el proceso de circulación de aire convectivo, la salida de aire caliente de la tubería y la entrada de aire frío de la habitación, forma corrientes de aire.

Es interesante notar que la fuerza de empuje depende de muchos parámetros del diseño del horno, pero más fuertemente de la longitud y el material de la tubería. Por ejemplo, si se usa una tubería de hierro, como en la Figura 6, entonces el tiro no será tan fuerte, porque el aire tendrá tiempo de ceder su calor a la tubería durante el ascenso, enfriarse y el flujo convectivo desacelerar. En una tubería de ladrillo (ver Fig. 7), cuya conductividad térmica es mucho menor que la del hierro, el aire prácticamente no tendrá tiempo de enfriarse y la velocidad del flujo convectivo no disminuirá, es decir, el tiro será más fuerte.

Como se puede ver en la observación anterior con respecto al material de la tubería, no solo el fenómeno de convección, sino también la conductividad térmica son importantes para el proceso de formación de tiro.

Ejemplo 5Características del diseño del termo. Como mucha gente sabe, un termo es un recipiente que no permite que el contenido se enfríe ni se caliente. Hay muchos tipos de termos: unos están pensados para contener líquidos (té o café caliente), otros para llevar comida caliente, otros, las llamadas bolsas térmicas, se suelen utilizar para transportar bebidas frías (ver Fig. 8) , etc.

Arroz. 8. Diferentes tipos de termos

Surge la pregunta, como esta dispuesto el termo, que proporciona aislamiento térmico del ambiente de aquellos productos que se encuentran en el. Curiosamente, el diseño del termo implica limitar la actividad de todos los procesos de transferencia de calor que pueden ocurrir entre su contenido y el medio ambiente. Por conveniencia, mostramos un diseño aproximado de un termo en la Figura 9.

Una de las partes principales de un termo es un matraz de vidrio (a veces de hierro), que tiene una estructura doble (un matraz en un matraz), y se bombea aire entre sus paredes hasta que se crea un vacío lo suficientemente fuerte. Este diseño del matraz permite proteger casi por completo su contenido del intercambio de calor con el medio ambiente por medio de la conducción de calor, ya que en el vacío casi no hay sustancia, lo que imposibilita que estos procesos de intercambio de calor se produzcan de manera efectiva.

Para un efecto de aislamiento térmico aún mayor, el diseño del matraz en un termo permite limitar el proceso de pérdida de calor por radiación. Para ello, se recubre la superficie interior de la bombilla con una fina capa de estaño (raramente plateada), que la convierte en un espejo y evita que la radiación salga del interior de la bombilla.

Arroz. 9. El diseño del termo

El material de la caja (carcasa), que tiene principalmente una función protectora y no permite que la mufla se rompa, y una capa de aire entre la caja y la pared exterior de la mufla, que tiene bastante malas propiedades de conductividad térmica.

El principal lugar vulnerable para la fuga de calor en un termo es su cuello, por lo que se presta especial atención al diseño de su tapa. La tapa de un termo generalmente consta de un tapón de goma que se ajusta perfectamente contra el cuello cuando está cerrado, y un material poroso ubicado dentro de su cuerpo, que proporciona un aislamiento térmico adicional.

En los ejemplos dados, hemos examinado la manifestación de varios métodos de transferencia de calor en la naturaleza, así como la aplicación e incluso las formas de tratarlos en la tecnología. En la próxima lección, presentaremos un concepto con el que mediremos aún más el volumen de energía térmica: la cantidad de calor.

1. L. E. Gendenshtein, A. B. Kaidalov y V. B. Kozhevnikov, ed. Orlova V. A., Roizena I. I. Física 8. - M.: Mnemosyne.

2. Peryshkin A. V. Física 8. - M .: Avutarda, 2010.

3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Física 8. - M .: Educación.

1. Clase abierta. Red de sociedades educativas ().

2. Física genial para los curiosos ().

1. Los soportes de gas, tanques para almacenar gas de calefacción, están pintados de plata. ¿Por qué?

2. ¿Qué tipos de transferencia de calor se minimizan en los sistemas de ventanas modernos?

3. Recientemente, la llamada "bolsa térmica" ha ganado popularidad (ver Fig. 10). En el interior, está cubierta con un material similar a una lámina de metal, se inserta espuma de poliuretano entre la "lámina" y la tela exterior, y la parte superior de la bolsa está bien cubierta con una tapa. ¿Qué tipos de transferencia de calor en tales bolsas se minimizan?

Arroz. 10. Bolsa térmica

4. El aire es transparente, no absorbe los rayos del sol, por lo que no puede ser calentado directamente por ellos. ¿Por qué el aire es lo suficientemente caliente en un caluroso día de verano?

COMITÉ DE EDUCACIÓN PÚBLICA

ADMINISTRACIÓN DEL DISTRITO MUNICIPIO DE SOLNECHNOGORSK

INSTITUCIÓN EDUCATIVA MUNICIPAL

ESCUELA EDUCATIVA SECUNDARIA № 2, SOLNECHNOGORSK

(Escuela secundaria MOU No. 2 de Solnechnogorsk)

RUSIA 141503 Región de Moscú, Solnechnogorsk, pasaje Obukhovsky, 2a

Tel./fax 994-11-13 Correo electrónico: [correo electrónico protegido]

Desarrollo metódico

lección de física (grado 8)

"Tipos de transferencia de calor

en la naturaleza y la tecnología »

Profesor de física

Barskaya Antonina Timofeevna

Solnechnogorsk

Desarrollo metódico de una lección de física en el octavo grado "Tipos de transferencia de calor en la naturaleza y la tecnología".

Objetivos de la lección:

educación general: resumir los conocimientos básicos sobre el tema "Tipos de transferencia de calor", familiarizar a los estudiantes de octavo grado con las manifestaciones de conductividad térmica, convección, radiación en la naturaleza y la tecnología;

desarrollando: continuar la formación de las habilidades clave de los estudiantes que son de importancia universal para varios tipos de actividades: identificar un problema, tomar una decisión, buscar, analizar y procesar información;

educativo: cultivar el colectivismo, una actitud creativa ante la tarea encomendada.

Trabajo de preparatoria

La lección se lleva a cabo en forma de defensa de proyectos educativos sobre los temas "Conducción térmica en la naturaleza y la tecnología", "Convección en la naturaleza y la tecnología", "Radiación en la naturaleza y la tecnología". Los alumnos o un profesor eligen un líder que forma un grupo de forma voluntaria. El tema del proyecto se determina por acuerdo o como resultado de un sorteo.
La tarea de cada grupo incluye una justificación teórica, un experimento, una presentación multimedia, un número de periódico, un reportaje fotográfico.
Los estudiantes de octavo grado distribuyen responsabilidades de forma independiente, buscan y recopilan información, la analizan y la presentan, piensan en el plan del experimento, preparan el equipo necesario para su implementación, discuten y explican lo observado.
En el curso del trabajo en el proyecto, el maestro y los estudiantes trabajan en estrecha colaboración, en particular, se realizan consultas en las que el maestro supervisa y corrige las actividades de los estudiantes.

Diseño de lecciones

Es necesario preparar una pantalla y un proyector multimedia. Se debe proyectar en la pantalla una diapositiva con el nombre del tema de la lección. El equipo experimental debe colocarse en una mesa de demostración. Los periódicos dedicados a los tipos de transferencia de calor se pueden colgar antes de la lección en el área de recreación frente al salón de clases de física.

durante las clases

I. Discurso de presentación del profesor

¡Hola! Nuestra lección está dedicada a la protección de proyectos educativos. . Repetiremos los tipos de transferencia de calor, nos familiarizaremos con las manifestaciones de conducción de calor, convección, radiación en la naturaleza y la tecnología.
Tres grupos eligieron uno de los tipos de transferencia de calor. La tarea incluía teoría, experimentación, publicación de un periódico y creación de una presentación por computadora. En base a los resultados de la defensa, el grupo debe preparar un reportaje fotográfico. Tenga en cuenta que el tiempo de protección del proyecto no debe exceder los 10 minutos.
Por favor, anote el tema de la lección en sus cuadernos y transfiera las columnas de la tabla de resumen, que debe completar mientras escucha las presentaciones de los grupos.

Tipo de transferencia de calor	¿Qué lleva la energía?	¿En qué ambiente se lleva a cabo?	Ejemplos en la naturaleza y la tecnología.

II. Protección de proyectos.

Conductividad térmica - un tipo de transferencia de calor en el que la energía se transfiere de un cuerpo a otro al contacto o de una parte de él a otra.

Conductividad térmica- un tipo de transferencia de calor en el que hay una transferencia de energía interna de las partículas de una parte del cuerpo más calentada a las partículas de una parte menos calentada.

Una fina capa de aire entre los cristales de la ventana protege nuestra casa del frío al igual que una pared de ladrillos. Esto sugiere que el aire tiene poca conductividad térmica. Los líquidos y los gases tienen una conductividad térmica muy baja, pero el calor también se puede transferir en los gases y los líquidos.

Experimento

Demostración de la diferente conductividad térmica de una cuchara de plata y una cuchara de acero inoxidable después de calentarlas en agua caliente.

Presentación"Conducción térmica en la naturaleza y la tecnología". Proyecto de estudiante.

Convección - un tipo de transferencia de calor en el que la energía se transfiere mediante chorros de gas y líquido.

Hay dos tipos de convección: natural y forzada.

Convección natural - enfriamiento espontáneo, calentamiento, movimiento.

Convección forzada - movimiento con bomba, agitador, etc.

La convección se tiene en cuenta al instalar calentadores: las baterías están ubicadas cerca del piso. En este caso, se establece un movimiento de aire de convección estable en la habitación.

No hay convección en los sólidos, ya que sus partículas no tienen alta movilidad. Muchas manifestaciones de la convección se pueden encontrar en la naturaleza y en la vida humana. La convección también encuentra aplicación en la ingeniería.

Experimento

Presentación."Convección en naturaleza y tecnología".

Radiación Es un tipo de transferencia de calor en el que la energía se transfiere mediante ondas electromagnéticas. Sucede todo el tiempo y en todas partes. ¿Alguna vez has pensado en la pregunta: cómo se transfiere el calor solar a la Tierra? De hecho, en el espacio exterior no hay cuerpos sólidos, ni líquidos, ni gaseosos. En consecuencia, el espacio exterior no puede transferir el calor del Sol a la Tierra ni por conducción ni por convección. El hecho es que el calor del Sol a la Tierra se transmite de la misma manera que una señal de una estación de radio a un receptor: ondas electromagnéticas. Los cuerpos con una superficie oscura absorben e irradian energía mejor que los cuerpos con una superficie clara. Una experiencia.

Experimento

Equipo: un disipador de calor, un tubo de goma, un vaso de agua y una bombilla eléctrica. Cuando se calienta una superficie oscura en un vaso de agua, las burbujas de aire aparecen más rápido que cuando se calienta una superficie clara.

Resolver problemas.

1. En una olla de agua colocada sobre una estufa eléctrica, la transferencia de calor en el agua se lleva a cabo predominantemente.

una. radiación y convección

b. convección y conducción de calor

en. conductividad térmica

D. Convección

2. Al medir la capacidad calorífica de un cuerpo con un calorímetro, puede obtener un resultado más preciso si el espacio entre los dos recipientes del calorímetro contiene:
Una aspiradora;
B) aire;
B) agua.

en todo casos A-B la precisión de la medición es la misma

3. ¿Cómo se calienta el agua en una tetera en una estufa eléctrica?

una. El calentamiento del agua en la tetera se realiza principalmente debido a la absorción de radiación de la estufa eléctrica.

b. El calentamiento del agua en un hervidor se lleva a cabo solo debido al fenómeno de la conducción de calor.

en. El calentamiento del agua en el hervidor se produce debido al fenómeno de conducción y convección de calor.

d. El agua en la tetera se calienta solo por convección.

4. Bolas sólidas del mismo volumen calentadas a 1000C se sumergieron en recipientes idénticos con agua fría, cobre en el primer recipiente y zinc en el segundo. Después de alcanzar el estado de equilibrio térmico, resultó que se establecieron diferentes temperaturas en los recipientes. ¿Qué recipiente tendrá la temperatura más alta?

una. En el primer recipiente, ya que la capacidad calorífica específica del cobre es mayor que la capacidad calorífica específica del zinc.

b. En el primer recipiente, ya que la densidad del cobre es mayor que la densidad del zinc.

en. En el segundo recipiente, ya que la capacidad calorífica específica del zinc es mayor que la capacidad calorífica específica del cobre.

d) En el segundo recipiente, ya que la densidad del zinc es mayor que la densidad del cobre.

5. En la habitación sobre la mesa hay bolas de plástico y metal del mismo
volumen. ¿Cuál de las bolas se siente más fría al tacto? Explique la respuesta.

una. La bola de metal se siente más fría al tacto.

b. La conductividad térmica de una bola de metal es mayor que la de una de plástico. La transferencia de calor del dedo a la bola de metal es más intensa, esto crea una sensación de frío.

6. Las personas religiosas afirman que solo en el día de Pascua el sol juega al amanecer (el disco del sol oscila, cambia de forma y color). ¿Cómo explicar el aparente bamboleo del disco del sol naciente?

En primavera, el suelo en diferentes lugares se calienta de manera diferente y el aire sobre estos lugares tiene una densidad diferente, un índice de refracción diferente. El aire se mueve debido a la convección, los rayos de luz atraviesan capas de aire con un índice de refracción cambiante. Esto hace que el disco visible del Sol oscile. El "juego" del Sol se observa en cualquier día cuando hay una temperatura y, en consecuencia, falta de homogeneidad óptica del aire.

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Lección: Grado 8 (Profesor de física Dolgova S. A.) Fecha Tema: Tipos de transferencia de calor

Lección

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