ترتیب
کدام مواد هدایت حرارتی ضعیفی دارند. دومین مسابقه بین المللی آثار پژوهشی و خلاقانه دانشجویان «شروع در علم

کدام مواد هدایت حرارتی ضعیفی دارند. دومین مسابقه بین المللی آثار پژوهشی و خلاقانه دانشجویان «شروع در علم

1 موروزوفسک، شعبه دانشکده شبانه روزی کادت دانشگاه قزاق دانشگاه دولتیفن آوری ها و مدیریت به نام K.G. رازوموفسکی (اول دانشگاه قزاق)"، جوخه 8/1

Mosina O.V. (مروزوفسک، شعبه دانشگاه کادت قزاق-شورایی FSBEI HE "دانشگاه دولتی فناوری و مدیریت مسکو به نام K.G. Razumovsky (اولین دانشگاه قزاق)")

پریشکین A.V. فیزیک پایه 8. - M.: Bustard، 2012.

بلودوف M.I. مکالمات در مورد فیزیک قسمت 1. - M.: آموزش، 1984.

آدرس اینترنتی: http://class-fizika.narod.ru/8_3.htm.

نشانی اینترنتی: http://en.wikipedia.org/wiki/ %D0 %BE %D0 %B4 %D0 %BD %D0 %BE %D1 %81 %D1 %82 %D1 %8C.

این پروژه مطابق با استاندارد مدیوم طراحی شده است آموزش عمومیدر فیزیک هنگام نگارش این پروژه، مطالعه پدیده های حرارتی، کاربرد آنها در زندگی روزمره و فناوری مورد توجه قرار گرفت. علاوه بر مطالب نظری، توجه زیادی به کارهای تحقیقاتی می شود - اینها آزمایشاتی هستند که به سؤالات "از چه راه هایی می توان انرژی داخلی بدن را تغییر داد"، "آیا هدایت حرارتی یکسان است" پاسخ می دهد. مواد مختلف"، "چرا جت های هوای گرم یا مایع به سمت بالا بالا می روند"، "چرا اجسام با سطح تیره بیشتر گرم می شوند"؛ جستجو و پردازش اطلاعات، عکس.

مدت زمان انجام پروژه: 1 تا 1.5 ماه.

اهداف پروژه:

اجرای عملی دانش دانش آموزان در مورد پدیده های حرارتی؛
شکل گیری مهارت های فعالیت تحقیقاتی مستقل؛
توسعه علایق شناختی؛
توسعه تفکر منطقی و فنی؛
توسعه توانایی ها برای کسب مستقل دانش جدید در فیزیک مطابق با نیازها و علایق حیاتی؛

بخش اصلی

بخش تئوری

وقتی دو جسم با دماهای متفاوت با هم تماس پیدا می کنند، انرژی از جسمی با دمای بیشتر منتقل می شود درجه حرارت بالابه جسمی با دمای پایین تر. این روند تا زمانی که دمای اجسام برابر شود (تعادل حرارتی حاصل شود) ادامه خواهد داشت. در این حالت هیچ کار مکانیکی انجام نمی شود. فرآیند تغییر انرژی درونی بدون انجام کار بر روی بدن یا خود بدن را انتقال حرارت یا انتقال حرارت می نامند. در انتقال حرارت، انرژی همیشه از جسم گرمتر به جسم سردتر منتقل می شود. فرآیند معکوس هرگز خود به خود (به خودی خود) رخ نمی دهد. تبادل حرارتی برگشت ناپذیر است انتقال حرارت بسیاری از فرآیندها را در طبیعت تعیین یا همراهی می کند: تکامل ستارگان و سیارات، فرآیندهای هواشناسی در سطح زمین و غیره. انواع انتقال حرارت: هدایت حرارتی، همرفت، تابش.

رسانایی حرارتی پدیده انتقال انرژی از قسمت‌های گرم‌تر بدن به قسمت‌هایی که حرارت کمتری دارند، در نتیجه حرکت حرارتی و تعامل ذرات تشکیل‌دهنده بدن است.

فلزات دارای بالاترین رسانایی حرارتی هستند - آنها صدها برابر بیشتر از آب دارند. استثناها جیوه و سرب هستند، اما حتی در اینجا رسانایی حرارتی ده برابر بیشتر از آب است.

هنگامی که یک سوزن فلزی را در یک لیوان آب داغ فرو می‌کنید، خیلی زود انتهای سوزن نیز داغ می‌شود. در نتیجه انرژی درونی مانند هر نوع انرژی می تواند از جسمی به جسم دیگر منتقل شود. انرژی درونی نیز می تواند از قسمتی از بدن به قسمت دیگر منتقل شود. پس مثلاً اگر یک سر میخ در شعله گرم شود، سر دیگر آن که در دست است به تدریج گرم می شود و دست می سوزد.

بخش عملی

اجازه دهید این پدیده را با انجام یک سری آزمایش با جامدات، مایعات و گازها بررسی کنیم.

گرفته اند آیتم های مختلف: یک قاشق آلومینیومی، یک قاشق چوبی دیگر، یک قاشق پلاستیکی سوم، یک قاشق چهارم استیل ضد زنگ و یک قاشق نقره ای پنجم. گیره های کاغذی را با قطره های عسل به هر قاشق وصل کردیم. قاشق‌ها را در یک لیوان آب داغ می‌ریزند تا دسته‌هایی که گیره‌های کاغذی دارند در جهات مختلف از آن بیرون بیاید. قاشق ها گرم می شوند و با گرم شدن، عسل آب می شود و گیره های کاغذ می افتد.

البته قاشق ها باید از نظر شکل و اندازه یکسان باشند. در جایی که حرارت سریعتر اتفاق می افتد، آن فلز گرما را بهتر هدایت می کند، رسانایی حرارتی بیشتری دارد. برای این آزمایش یک لیوان آب جوش و چهار نوع قاشق آلومینیومی، نقره ای، پلاستیکی و ضد زنگ مصرف کردم. آنها را یکی یکی در لیوان پایین آوردم و زمان را تعیین کردم: در چند دقیقه گرم می شود. این چیزی است که من دریافت کردم:

نتیجه‌گیری: قاشق‌های چوبی و پلاستیکی نسبت به قاشق‌های فلزی زمان بیشتری برای گرم شدن دارند و این بدان معناست که فلزات رسانایی حرارتی خوبی دارند.

انتهای یک چوب چوبی را در آتش بیاوریم. شعله ور خواهد شد. سر دیگر چوب که بیرون است سرد خواهد بود. این بدان معنی است که درخت هدایت حرارتی ضعیفی دارد.

انتهای یک میله شیشه ای نازک را روی شعله چراغ الکلی می آوریم. پس از مدتی گرم می شود، در حالی که انتهای دیگر آن سرد می ماند. بنابراین، شیشه نیز هدایت حرارتی ضعیفی دارد.

اگر انتهای یک میله فلزی را در شعله گرم کنیم، خیلی زود کل میله بسیار داغ می شود. ما دیگر نمی توانیم آن را در دستان خود نگه داریم.

این بدان معنی است که فلزات گرما را به خوبی هدایت می کنند، یعنی رسانایی حرارتی بالایی دارند. یک میله به صورت افقی روی سه پایه ثابت می شود. روی میله، در فواصل منظم، ناودانی های فلزی به صورت عمودی با موم ثابت می شوند.

یک شمع به لبه میله آورده می شود. از آنجایی که لبه میله گرم می شود، میله به تدریج گرم می شود. هنگامی که گرما به نقطه ای می رسد که گل میخ ها به ساقه متصل می شوند، استئارین ذوب می شود و گل میخ می افتد. می بینیم که در این آزمایش هیچ انتقال ماده وجود ندارد، به ترتیب هدایت حرارتی مشاهده می شود.

فلزات مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند. در اتاق فیزیک دستگاهی وجود دارد که با آن می توانیم مطمئن شویم که فلزات مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند. با این حال، در خانه، ما توانستیم با کمک یک دستگاه خانگی این موضوع را تأیید کنیم.

ابزاری برای نمایش رسانایی حرارتی مختلف جامدات.

ما دستگاهی برای نمایش رسانایی حرارتی مختلف جامدات ساخته ایم. برای این کار از یک شیشه خالی فویل آلومینیومی، دو حلقه لاستیکی (خانگی)، سه تکه سیم از آلومینیوم، مس و آهن، یک کاشی، آب گرم، 3 مجسمه مرد کوچولو با بازوهای برافراشته، بریده شده از کاغذ استفاده کردیم. .

ترتیب ساخت دستگاه:

1. سیم را به شکل حرف "G" خم کنید.

2. آنها را از بیرون شیشه با حلقه های لاستیکی تقویت کنید.

3. مردان کاغذی را از قسمت های افقی قطعات سیم (با استفاده از پارافین مذاب یا پلاستیکین) آویزان کنید.

بررسی عملکرد دستگاه. در یک شیشه بریزید آب گرم(در صورت لزوم، یک شیشه آب را روی اجاق برقی گرم کنید) و مشاهده کنید که کدام رقم اول، دوم، سوم می افتد.

نتایج. اولین شکلی که می افتد روی یک سیم مسی ثابت می شود، دومی - روی آلومینیوم، سومی - روی فولاد.

نتیجه. ناهمسان مواد جامدهدایت حرارتی متفاوتی دارند.

هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است.

اکنون رسانایی حرارتی مایعات را در نظر بگیرید. یک لوله آزمایش با آب بردارید و شروع به گرم کردن قسمت بالایی آن کنید. آب سطح به زودی می جوشد و در ته لوله در این مدت فقط گرم می شود. این بدان معنی است که مایعات رسانایی حرارتی پایینی دارند.

ما هدایت حرارتی گازها را بررسی می کنیم. لوله آزمایش خشک را روی انگشت گذاشته و زیر شعله لامپ الکلی گرم می کنیم. انگشت برای مدت طولانی گرم نمی شود. این به این دلیل است که فاصله بین مولکول های گاز حتی بیشتر از مایعات و جامدات است. بنابراین هدایت حرارتی گازها حتی کمتر است.

پشم، مو، پر پرندگان، کاغذ، برف و سایرین رسانایی حرارتی ضعیفی دارند. اجسام متخلخل.

این به این دلیل است که هوا بین الیاف این مواد وجود دارد. هوا یک رسانای حرارت ضعیف است.

بنابراین چمن سبز زیر برف حفظ می شود، محصولات زمستانی از یخ زدگی حفظ می شود.

او یک گلوله کوچک از پشم پنبه را پف کرد و آن را دور یک توپ دماسنج پیچید.

حالا دماسنج را مدتی در فاصله معینی از شعله نگه داشت و متوجه شد که دما چگونه افزایش می یابد. سپس همان گلوله پنبه را فشرده و محکم دور حباب دماسنج پیچید و دوباره آن را به سمت لامپ آورد. در حالت دوم، جیوه بسیار سریعتر افزایش می یابد.

این بدان معنی است که پشم پنبه فشرده گرما را بسیار بهتر هدایت می کند!

اگر نیاز به محافظت از بدن در برابر سرمایش یا گرما باشد، از موادی با هدایت حرارتی کم استفاده می شود. بنابراین، برای قابلمه ها، تابه ها، دسته ها از پلاستیک یا چوب ساخته می شوند.

خانه ها از کنده یا آجر ساخته می شوند که رسانایی حرارتی ضعیفی دارند، به این معنی که از خنک شدن محافظت می شوند.

خلاء (فضای آزاد شده از هوا) کمترین رسانایی حرارتی را دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که رسانایی حرارتی انتقال انرژی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر است که در طول تعامل مولکول ها یا ذرات دیگر رخ می دهد. در فضایی که هیچ ذره ای وجود ندارد، انتقال حرارت نمی تواند انجام شود.

نتیجه

مواد مختلف هدایت حرارتی متفاوتی دارند.

جامدات (فلزات) رسانایی حرارتی بالایی دارند، مایعات هدایت حرارتی کمتری دارند و گازها رسانایی حرارتی ضعیفی دارند.

ما می توانیم از هدایت حرارتی مواد مختلف در زندگی روزمره، فناوری و طبیعت استفاده کنیم.

پدیده رسانایی حرارتی در همه مواد، صرف نظر از وضعیت تجمع آنها، ذاتی است.

اکنون بدون مشکل می توانم به سوالات پاسخ دهم و از نظر فیزیکی توضیح دهم:

1. چرا پرندگان در هوای سرد پرهای خود را پر می کنند؟

(بین پرها هوا وجود دارد و هوا رسانای ضعیفی برای گرما است.)

2. چرا لباس های پشمی بهتر از لباس های مصنوعی سرما را حفظ می کنند؟

(بین موها هوا وجود دارد که گرما را به خوبی هدایت نمی کند).

3. چرا گربه ها در زمستان وقتی هوا سرد است در یک توپ جمع شده می خوابند؟ (پیچ شده به شکل یک توپ، سطحی که گرما می دهد را کاهش می دهند).

4-چرا دسته های لحیم کاری، اتو، تابه، قابلمه چوبی یا پلاستیکی است؟ (چوب و پلاستیک رسانایی حرارتی ضعیفی دارند، بنابراین وقتی اجسام فلزی را گرم می کنیم، نگه داشتن دسته چوبی یا پلاستیکی دست ما را نمی سوزاند).

5. چرا بوته های گیاهان گرما دوست و بوته ها را برای زمستان با خاک اره پوشانده اند؟

(خاک اره رسانای ضعیفی برای گرما است. بنابراین گیاهان را با خاک اره می پوشانند تا یخ نزنند).

6. کدام چکمه ها در برابر سرما بهتر محافظت می کنند: تنگ یا جادار؟

(جادار، چون هوا گرما را به خوبی هدایت نمی کند، لایه دیگری در چکمه است که گرما را حفظ می کند).

پیوند کتابشناختی

Belyaevsky I.A. تحقیق در مورد رسانایی حرارتی مواد مختلف // بولتن علمی مدرسه بین المللی. - 1396. - شماره 1. - ص 72-76;
URL: https://school-herald.ru/ru/article/view?id=143 (تاریخ دسترسی: 07.11.2017).

انتقال حرارت یکی از راه های تغییر انرژی درونی یک جسم (یا سیستم اجسام) است، در حالی که انرژی درونی یک جسم بدون انجام کار مکانیکی به انرژی درونی جسم دیگر منتقل می شود.

3 نوع انتقال حرارت وجود دارد:

تبادل حرارت بین دو محیط از طریق دیواره جامدی که آنها را از هم جدا می کند یا از طریق رابط بین آنها رخ می دهد.
گرما فقط می تواند از جسمی با دمای بالاتر به جسمی با دمای پایین تر منتقل شود.

تبادل حرارتی همیشه به گونه ای پیش می رود که کاهش انرژی درونی برخی اجسام همیشه با همان افزایش انرژی داخلی سایر اجسام شرکت کننده در تبادل حرارت همراه است.
این یک مورد خاص از قانون بقای انرژی است.

جالب هست

کبک ها، اردک ها و سایر پرندگان در زمستان یخ نمی زنند زیرا دمای پنجه های آنها می تواند بیش از 30 درجه با دمای بدن متفاوت باشد. دمای پایین پنجه ها انتقال حرارت را بسیار کاهش می دهد. اینها هستند نیروهای دفاعیارگانیسم!

رسانایی حرارتی انتقال انرژی از قسمت‌های گرم‌تر بدن به قسمت‌هایی که حرارت کمتری دارند، در اثر حرکت حرارتی و برهمکنش ریزذرات (اتم‌ها، مولکول‌ها، یون‌ها و غیره) است که منجر به یکسان شدن دمای بدن می‌شود.
همراه با انتقال ماده نیست!

این نوع انتقال انرژی داخلی هم برای جامدات و هم مایعات و گازها مشخص است.
هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است.
فلزات دارای بالاترین رسانایی حرارتی هستند،

و فلزات مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند.

رسانایی حرارتی مایعات کمتر از جامدات و گازها کمتر از مایعات است.

هنگامی که انتهای بالایی لوله آزمایش را با یک انگشت بسته شده با هوا در داخل گرم می کنید، نمی توانید از سوزاندن انگشت خود بترسید، زیرا. هدایت حرارتی گازها بسیار کم است.
جالب است که می توان دست خود را تقریباً به شعله مثلاً یک مشعل گازی (دمای بیش از 1000 درجه) نزدیک کرد و نسوزاند اگر ...

چه می شود اگر؟

گاز به طور کلی یک رسانای بسیار ضعیف گرما است، بنابراین فقط یک لایه کوچک از هوا بین دست و شعله کافی است. ولی!
اما پدیده ای مانند همرفت در گازها وجود دارد ، بنابراین در نزدیکی شعله دست به شدت می سوزد.

به قفسه کتاب نگاه کنید

آیا می دانید که ...

مشکلات بزرگ برای سازندگان ساختمان ها با فرونشست فونداسیون، به ویژه در مناطقی با یخ های دائمی ایجاد می شود. خانه ها اغلب به دلیل آب شدن خاک زیر آنها ترک می خورند.فنداسیون مقداری گرما را به خاک منتقل می کند. بنابراین، ساختمان ها شروع به ساختن روی شمع کردند. در این حالت گرما فقط با هدایت حرارتی از پی به شمع و بیشتر از شمع به زمین منتقل می شود شمع ها از چه چیزی باید ساخته شوند؟ معلوم می شود که شمع های ساخته شده از مواد جامد بادوام باید داخل آن با نفت سفید پر شود. در تابستان، شمع گرما را از بالا به پایین به خوبی هدایت می کند، زیرا. مایع هدایت حرارتی پایینی دارد. در زمستان، به دلیل جابجایی مایع در داخل شمع، برعکس، به خنک شدن اضافی خاک کمک می کند.
این یک افسانه نیست، نه خیالی!
چنین پروژه ای واقعاً طراحی و آزمایش شده است!

دانشمندان ایتالیایی پیراهنی اختراع کرده اند که به شما امکان می دهد دمای بدن را ثابت نگه دارید. دانشمندان قول می دهند که در تابستان گرم و در زمستان سرد نخواهد بود، زیرا از مواد خاصی ساخته شده است. مواد مشابه در حال حاضر در پروازهای فضایی استفاده می شود.

در مسلسل های قدیمی "ماکسیم" آب گرمایش سلاح را از ذوب محافظت می کرد.

در آشپزخانه، هنگام بلند کردن ظروف پر از مایع داغ، برای اینکه خود را نسوزانید، می توانید فقط از یک پارچه خشک استفاده کنید. هدایت حرارتی هوا بسیار کمتر از آب است! و ساختار پارچه بسیار شل است و تمام شکاف های بین الیاف با هوا در یک پارچه خشک و آب در یک پارچه مرطوب پر شده است. ببین، نسوزی!

آتش در غربال

پدیده ای که در زیر توضیح داده می شود، خاصیت فلزات را برای هدایت گرما به خوبی نشان می دهد.
اگر یک توری از سیم بسازید و اتصال فلزی خوبی را در محل های عبور سیم ایجاد کنید و آن را بالای مشعل گاز قرار دهید، می توانید هنگام روشن شدن شیر گاز را در بالای توری مشتعل کنید، در حالی که نمی سوزد. زیر مش و اگر گاز زیر شبکه را مشتعل کنید، آتش از طریق شبکه "نشت نمی کند"!

در آن روزها که لامپ های معدنی برق وجود نداشت، از لامپ دیوی استفاده می کردند.
این شمعی بود که در یک قفس فلزی "کاشته" شده بود. و حتی اگر شفت با گازهای قابل اشتعال پر شده بود، لامپ Davy ایمن بود و باعث انفجار نشد - به لطف مش فلزی، شعله از لامپ فراتر نمی رفت.

رسانایی حرارتی نوعی انتقال حرارت است که در آن انتقال مستقیم انرژی از ذرات (مولکول‌ها، اتم‌ها) قسمت گرم‌تر بدن به ذرات قسمت کمتر گرم‌تر آن وجود دارد.

یک سری آزمایش با گرم کردن جامد، مایع و گاز را در نظر بگیرید.

یک سیم مسی ضخیم را در سه پایه ثابت می کنیم و چند گل میخک را با موم یا پلاستیک به سیم وصل می کنیم. هنگامی که انتهای آزاد سیم در شعله لامپ الکلی گرم می شود، موم ذوب می شود و میخک ها به تدریج از روی سیم می افتند. و ابتدا آنهایی که به شعله نزدیکتر هستند می افتند، سپس بقیه به نوبه خود. توضیحات به شرح ذیل می باشد. ابتدا سرعت حرکت آن ذرات فلزی که به شعله نزدیکتر هستند افزایش می یابد. دمای سیم در این مکان افزایش می یابد. هنگامی که این ذرات با ذرات همسایه تعامل دارند، سرعت دومی نیز افزایش می یابد و در نتیجه دمای قسمت بعدی سیم افزایش می یابد. سپس سرعت حرکت ذرات زیر افزایش می یابد و به همین ترتیب تا زمانی که کل سیم گرم شود.

لازم به یادآوری است که در هنگام هدایت گرما، خود ماده در طول بدن حرکت نمی کند، فقط انرژی منتقل می شود.

اکنون رسانایی حرارتی مایعات را در نظر بگیرید. یک لوله آزمایش با آب بردارید. یک تکه یخ در آن قرار می دهیم و شروع به گرم کردن بالای لوله آزمایش می کنیم. آب سطحی به زودی می جوشد. یخ ته لوله آزمایش در این مدت به سختی آب می شود. این بدان معناست که مایعات، به استثنای جیوه و فلزات مایع، رسانایی حرارتی کمی دارند.

این به این دلیل است که در مایعات مولکول ها در فواصل بیشتری نسبت به مایعات از یکدیگر قرار دارند. مواد جامد.

ما هدایت حرارتی گازها را بررسی می کنیم. لوله آزمایش خشک را روی انگشت می گذاریم و کف آن را در شعله لامپ الکلی گرم می کنیم. انگشت برای مدت طولانی گرم نمی شود.

این به این دلیل است که فاصله بین مولکول های گاز حتی بیشتر از مایعات و جامدات است. بنابراین هدایت حرارتی گازها حتی کمتر است.

بنابراین، هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است.

فلزات به ویژه نقره و مس بالاترین رسانایی حرارتی را دارند. اگر رسانایی حرارتی مواد مختلف با هدایت حرارتی مس مقایسه شود، معلوم می شود که برای آهن حدود 5 برابر کمتر است، برای آب - 658 بار، برای آجر متخلخل - 848 بار، برای برف تازه ریخته شده - تقریبا 4000 بار. ، برای پشم پنبه، خاک اره و پشم گوسفند - تقریبا 10000 بار و برای هوا حدود 20000 برابر کمتر است. مو، پر، کاغذ، چوب پنبه و سایر اجسام متخلخل نیز هدایت حرارتی ضعیفی دارند. این به این دلیل است که هوا بین الیاف این مواد وجود دارد. خلاء (فضای آزاد شده از هوا) کمترین رسانایی حرارتی را دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که رسانایی حرارتی انتقال انرژی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر است که در طول تعامل مولکول ها یا ذرات دیگر رخ می دهد. در فضایی که هیچ ذره ای وجود ندارد، انتقال حرارت نمی تواند انجام شود.

اگر نیاز به محافظت از بدن در برابر سرمایش یا گرما باشد، از موادی با هدایت حرارتی کم استفاده می شود. بنابراین، دسته های قابلمه و ماهی تابه از پلاستیک ساخته شده است. خانه ها از کنده یا آجر ساخته شده اند که رسانایی حرارتی ضعیفی دارند، به این معنی که از محل در برابر خنک شدن محافظت می کنند. استفاده از خلاء به عنوان یک "مواد" عایق حرارت، اساس ساخت قمقمه یا کشتی Dewar است که در سال 1892 توسط دانشمند انگلیسی جیمز دوار اختراع شد.

1. معرفی.

این پروژه مطابق با استاندارد آموزش عمومی متوسطه در فیزیک تدوین شده است. هنگام نگارش این پروژه، مطالعه پدیده های حرارتی، کاربرد آنها در زندگی روزمره و فناوری مورد توجه قرار گرفت. علاوه بر مطالب نظری، توجه زیادی به کارهای تحقیقاتی می شود - اینها آزمایشاتی هستند که به سؤالات "از چه راه هایی می توان انرژی داخلی بدن را تغییر داد"، "آیا هدایت حرارتی مواد مختلف یکسان است"، "چرا" پاسخ می دهد. آیا جت های هوای گرم یا مایع به سمت بالا بالا می روند، "چرا اجسام با سطح تاریک بیشتر گرم می شوند"؛ جستجو و پردازش اطلاعات، عکس ها زمان کار بر روی پروژه: 1 - 1.5 ماه اهداف پروژه: * اجرای عملی دانش دانش آموزان در مورد پدیده های حرارتی؛ * شکل گیری مهارت برای تحقیق مستقل؛ * توسعه علایق شناختی؛ * توسعه تفکر منطقی و فنی * توسعه توانایی ها برای کسب مستقل دانش جدید در فیزیک مطابق با نیازها و علایق حیاتی.

2. قسمت اصلی.

2.1. بخش نظری

در زندگی، ما هر روز با پدیده های حرارتی مواجه می شویم. با این حال، ما همیشه فکر نمی کنیم که اگر فیزیک را خوب بدانید، این پدیده ها قابل توضیح نیستند. در درس فیزیک با روش های تغییر انرژی درونی آشنا شدیم: انتقال حرارت و انجام کار روی بدن یا خود بدن. هنگامی که دو جسم با دمای متفاوت با هم تماس پیدا می کنند، انرژی از جسمی با دمای بالاتر به جسمی با دمای پایین تر منتقل می شود. این روند تا زمانی که دمای اجسام برابر شود (تعادل حرارتی حاصل شود) ادامه خواهد داشت. در این حالت هیچ کار مکانیکی انجام نمی شود. فرآیند تغییر انرژی درونی بدون انجام کار بر روی بدن یا خود بدن را انتقال حرارت یا انتقال حرارت می نامند. در انتقال حرارت، انرژی همیشه از جسم گرمتر به جسم سردتر منتقل می شود. فرآیند معکوس هرگز خود به خود (به خودی خود) اتفاق نمی افتد، یعنی انتقال حرارت غیر قابل برگشت است. انتقال حرارت بسیاری از فرآیندها را در طبیعت تعیین یا همراهی می کند: تکامل ستارگان و سیارات، فرآیندهای هواشناسی در سطح زمین و غیره. انواع انتقال حرارت: هدایت حرارتی، همرفت، تابش.

رسانایی گرماییپدیده انتقال انرژی از قسمت‌های گرم‌تر بدن به گرمای کمتر در نتیجه حرکت حرارتی و برهمکنش ذرات تشکیل‌دهنده بدن نامیده می‌شود.

2.2. بخش عملی

اجازه دهید این پدیده را با انجام یک سری آزمایش با جامدات، مایعات و گازها بررسی کنیم.

تجربه شماره 1

آنها اشیاء مختلفی را برداشتند: یک قاشق آلومینیومی، یکی دیگر چوبی، سومی پلاستیکی، چهارمی از فولاد ضد زنگ و پنجمی نقره ای. گیره های کاغذی را با قطره های عسل به هر قاشق وصل کردیم. قاشق‌ها را در یک لیوان آب داغ می‌ریزند تا دسته‌هایی که گیره‌های کاغذی دارند در جهات مختلف از آن بیرون بیاید. قاشق ها گرم می شوند و با گرم شدن، عسل آب می شود و گیره های کاغذ می افتد.

تجربه شماره 2

این بدان معنی است که فلزات گرما را به خوبی هدایت می کنند، یعنی رسانایی حرارتی بالایی دارند. در shta-ti-ve go-ri-zon-tal-but fortified-lyon ster-zhen. روی میله، از طریق فضای یک به یک، ور-تی-کال-ولی-نا را با کمک میخک های فلزی مومی ببندید.

تا لبه میله شمعی زیر آن می گذارند. از آنجایی که لبه میله روی gre-va-et-sya است، سپس در یک قلم درجه-اما ster-zhen pro-gre-va-et-sya است. وقتی گرما به جایی می رسد که میخک ها با میله بسته می شوند، استآرین آب می شود و میخک می افتد. ما می بینیم که در این آزمایش هیچ ماده pe-re-but-sa وجود ندارد.

تجربه شماره 3

ابزاری برای نمایش رسانایی حرارتی مختلف جامدات.

ترتیب ساخت دستگاه:

سیم را به شکل حرف "G" خم کنید.

آنها را از بیرون قوطی با حلقه های لاستیکی تقویت کنید.

مردان کاغذی را از قسمت های افقی قطعات سیم (با استفاده از پارافین مذاب یا پلاستیکین) آویزان کنید.

بررسی عملکرد دستگاه. آب گرم را در یک شیشه بریزید (در صورت لزوم یک شیشه آب را روی اجاق برقی گرم کنید) و مشاهده کنید که کدام رقم اول، دوم، سوم می افتد.

نتایج.اولین شکلی که می افتد روی یک سیم مسی ثابت می شود، دومی - روی آلومینیوم، سومی - روی فولاد.

نتیجه.جامدات مختلف رسانایی حرارتی متفاوتی دارند.

هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است.

تجربه شماره 4

تجربه شماره 5

پشم، مو، پر پرندگان، کاغذ، برف و سایر اجسام متخلخل رسانایی حرارتی ضعیفی دارند.

این به این دلیل است که هوا بین الیاف این مواد وجود دارد. هوا یک رسانای حرارت ضعیف است.

بنابراین چمن سبز زیر برف حفظ می شود، محصولات زمستانی از یخ زدگی حفظ می شود.

تجربه شماره 6

او یک گلوله کوچک پشم پنبه را پف کرد و دور گلوله دماسنج پیچید و حالا دماسنج را مدتی در فاصله معینی از شعله نگه داشت و متوجه شد که دما چگونه افزایش می یابد. سپس همان گلوله پنبه را فشرده و محکم دور حباب دماسنج پیچید و دوباره آن را به سمت لامپ آورد. در حالت دوم، جیوه بسیار سریعتر افزایش می یابد. این بدان معنی است که پشم پنبه فشرده گرما را بسیار بهتر هدایت می کند!

3. نتیجه گیری.

مواد مختلف هدایت حرارتی متفاوتی دارند.

ما می توانیم از هدایت حرارتی مواد مختلف در زندگی روزمره، فناوری و طبیعت استفاده کنیم.

پدیده رسانایی حرارتی در همه مواد، صرف نظر از وضعیت تجمع آنها، ذاتی است.

اکنون بدون مشکل می توانم به سوالات پاسخ دهم و از نظر فیزیکی توضیح دهم:

1. چرا پرندگان در هوای سرد پرهای خود را پر می کنند؟

(بین پرها هوا وجود دارد و هوا رسانای ضعیفی برای گرما است.)

2. چرا لباس های پشمی بهتر از لباس های مصنوعی سرما را حفظ می کنند؟

(بین موها هوا وجود دارد که گرما را به خوبی هدایت نمی کند).

5. چرا بوته های گیاهان گرما دوست و بوته ها را برای زمستان با خاک اره پوشانده اند؟

(خاک اره رسانای ضعیفی برای گرما است. بنابراین گیاهان را با خاک اره می پوشانند تا یخ نزنند).

6. کدام چکمه ها در برابر سرما بهتر محافظت می کنند: تنگ یا جادار؟

(جادار، چون هوا گرما را به خوبی هدایت نمی کند، لایه دیگری در چکمه است که گرما را حفظ می کند).

4. فهرست ادبیات استفاده شده.

نسخه های چاپی:

1.A.V. Peryshkin Physics Grade 8 -M: Bustard, 2012

2.M.I.Bludov مکالمات در مورد فیزیک قسمت 1 -M: روشنگری 1984.

منابع اینترنتی:

1.http://class-fizika.narod.ru/8_3.htm

2.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2 %D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C

مسیریابی

در فیزیک در کلاس 8

علاقه به موضوع را حفظ کنید

برای شکل دادن به مهارت های ارتباطی کار دانش آموزان

برای همکلاسی ها احترام ایجاد کنید

الزامات GEF LLC

(بر اساس نتایج یادگیری فرض می شود)

شخصی

متقاعد شدن به امکان درک طبیعت، در نیاز به استفاده معقول از دستاوردهای علم و فناوری برای توسعه بیشتر جامعه انسانی؛

احترام به پدیدآورندگان علم و فناوری؛

نگرش به فیزیک به عنوان عنصری از فرهنگ اجتماعی.

فرا موضوع

شناختی

تجزیه و تحلیل آزمایش مسئله؛

انجام اقدامات بر اساس الگوریتم؛

تشکیل عملیات ذهنیدانش: مقایسه، تعمیم، مدل سازی، انتزاع، تجزیه و تحلیل

رگولاتوری:

پذیرش هدف یادگیری؛

ترسیم دنباله ای از اقدامات برای کشف دانش جدید؛

جهت گیری در تصمیم گیری

ارتباطی:

توانایی استدلال، گفتگو، گوش دادن به معلم.

موضوع

درك كردن پایه های فیزیکیهدایت حرارتی اجسام مختلف و کاربرد آنها؛

شکل گیری توانایی توضیح نتایج آزمایش، از نظر دانش در مورد موضوع

موضوع: رسانایی حرارتی

هدف: نگرش مثبت به کار در کلاس درس

سلام بچه ها امیدوارم حال همه خوب باشه آیا همه برای درس آماده هستند؟ پس بیایید درس را شروع کنیم. از پنجره بیرون را نگاه کن، چه پاییز زیبایی. سرما به زودی در راه است، آیا ما برای آن آماده ایم؟ برای گرم ماندن در زمستان چه کنیم؟ چگونه از گیاهان در برابر سرما محافظت کنیم؟ درس امروز به ما کمک می کند تا به این سؤالات پاسخ دهیم.

آمادگی برای درس را بررسی کنید.

به سوالات پاسخ دهید، بحث کنید.

IIصحنه. به روز رسانی دانش

هدف: مطالب آموخته شده قبلی را مرور کنید تا به یادگیری منجر شود موضوع جدید

راه های تغییر انرژی درونی را فهرست کنید.

انواع انتقال حرارت را نام ببرید.

کار انجام شده و انتقال حرارت.

هدایت گرما، همرفت، تابش.

II. انگیزه برای فعالیت

rebus را حل کنید

رسانایی گرمایی

هدف: برانگیختن علاقه به موضوع

یادگیری مطالب جدید

هدف: معرفی مفهوم هدایت حرارتی، فرآیند انتقال، استفاده.

به نظر شما موضوع درس ما چیست؟ چه سوالاتی را در نظر خواهیم گرفت؟

1. هدایت حرارتی

نمایش تجربیات بر اساس آنها نتیجه گیری می شود

1. یک قاشق را در یک لیوان آب گرم پایین می آوریم. چه اتفاقی برای قاشق می افتد؟

2. چرا قاشق داغ است؟

3. در نتیجه انتقال حرارت از انتهای گرم شده قاشق به سرد چگونه است؟

چه نتیجه ای می توان گرفت؟

گرم کردن قاشق در چای داغ نمونه ای از انتقال حرارت است.

رسانایی گرمایی - انتقال انرژی از قسمت‌های گرم‌تر بدن به قسمت‌هایی که حرارت کمتری دارند، در نتیجه حرکت حرارتی و تعامل ذرات.

اجازه دهید این پدیده را با انجام یک سری آزمایش با جامدات، مایعات و گازها بررسی کنیم.

بیایید آزمایش ها را انجام دهیم:

انتهای یک چوب چوبی را در آتش بیاوریم. شعله ور خواهد شد. سر دیگر چوب که بیرون است سرد خواهد بود.

انتهای یک میله شیشه ای نازک را روی شعله چراغ الکلی می آوریم. پس از مدتی گرم می شود، در حالی که انتهای دیگر آن سرد می ماند.

انتهای میله فلزی را گرم می کنیم، سپس به زودی کل میله گرم می شود.

بیایید پایان را درست کنیم سیم مسیدر پای سه پایه میخک ها را با موم به سیم وصل می کنند. انتهای آزاد سیم را با شعله لامپ الکلی گرم می کنیم.

ما چه چیزی را مشاهده می کنیم؟

انتقال حرارت چگونه انجام می شود؟

انتقال حرارت از طریق سیم چقدر طول می کشد؟

در مورد سرعت حرکت مولکول ها در ناحیه ای که نزدیکتر به شعله است چه می توان گفت؟

چرا قطعه سیم بعدی گرم می شود؟

اکنون رسانایی حرارتی مایعات را در نظر بگیرید. یک لوله آزمایش با آب بردارید و شروع به گرم کردن قسمت بالایی آن کنید. ما چه چیزی را مشاهده می کنیم؟ آیا فکر می کنید ته آن داغ است؟ احساس کنید. نتیجه گیری چیست؟Dو جز جیوه و فلزات مذاب کوچک است.

ما هدایت حرارتی گازها را بررسی می کنیم. لوله آزمایش خشک را روی انگشت گذاشته و زیر شعله لامپ الکلی گرم می کنیم. انگشت برای مدت طولانی گرم نمی شود.

پشم، پر پرندگان، کاغذ، چوب پنبه و سایر مواد متخلخل رسانایی حرارتی ضعیفی دارند. این به این دلیل است که هوا بین الیاف این مواد وجود دارد. خلاء کمترین رسانایی حرارتی را دارد

بیایید اصلی را بنویسیمویژگی های هدایت حرارتی:

در جامدات، مایعات و گازها؛

خود ماده قابل تحمل نیست.

منجر به یکسان شدن دمای بدن می شود.

اجسام مختلف - هدایت حرارتی متفاوت

موضوع درس هدایت حرارتی است.

هدایت حرارتی چیست؟ فرآیند انتقال انرژی از طریق هدایت گرما. کدام اجسام دارای هدایت حرارتی خوب و ضعیف هستند. جایی که دانش هدایت حرارتی به کار می رود.

دانش آموزان موضوع درس را در دفتر خود می نویسند.

او گرم خواهد شد.

آب مقداری از حرارت را به قاشق و مقداری را به هوای اطراف می داد.

- در نتیجه حرکت و برهم کنش ذرات

نتیجه: از مثال مشخص می شود که گرما را می توان از جسمی که گرمتر است به جسمی که حرارت کمتری دارد (از آب گرم به قاشق سرد) منتقل کرد. اما انرژی در امتداد خود قاشق نیز منتقل شد - از انتهای گرم شده آن به قسمت سرد.

تعریف را بنویسید.

نتیجه. چوب هدایت حرارتی ضعیفی دارد.

نتیجه. شیشه هدایت حرارتی ضعیفی دارد.

نتیجه. فلزات رسانایی حرارتی بالایی دارند.

- میخک ها به تدریج یکی یکی شروع به ریختن می کنند، اول آنهایی که نزدیک به شعله هستند.

از انتهای گرم سیم تا انتهای سرد.

تا زمانی که کل سیم گرم شود، یعنی تا زمانی که دمای کل سیم یکسان شود.

مولکول ها سریعتر حرکت می کنند.-در اثر برهمکنش مولکول ها، سرعت حرکت مولکول ها در قسمت بعدی نیز افزایش می یابد و دمای این قسمت افزایش می یابد.

آب در سطح به جوش آمد.

روز کمی گرم است.

نتیجه. مایعات رسانایی حرارتی پایینی دارند.

نتیجه. هدایت حرارتی گازها حتی کمتر است.

هدایت حرارتی مواد مختلف متفاوت است.

ویژگی های اصلی هدایت حرارتی را یادداشت کنید

آنها نام می‌برند که کدام اجسام رسانایی گرمایی خوب و ضعیفی دارند. جدول را در دفتر خود پر کنید

لنگر انداختن

هدف: تثبیت مواد، برای شناختن جایی که در زندگی ما از دانش هدایت حرارتی استفاده می کنیم.

بیایید یک افسانه را به یاد بیاوریم

نمونه های هدایت حرارتی :

گزیده ای از افسانه "مروز ایوانوویچ"

سوزن دوز شروع به زدن برف کرد تا پیرمرد آرام تر بخوابد، اما در همین حین دست های بیچاره اش استخوانی شد و انگشتانش سفید شد، مانند انگشتان فقیران که در زمستان کتانی های خود را در چاله آب می کشند: هوا سرد است و باد. در صورت، و کتانی یخ می زند، ارزش آن را دارد، اما کاری برای انجام دادن وجود ندارد - مردم فقیر کار می کنند.

هیچی، - گفت موروز ایوانوویچ، - فقط انگشتان خود را با برف بمالید، آنها از بین می روند، شما لرز نخواهید داشت. من پیرمرد مهربانی هستم؛ به کنجکاوی های من نگاه کن سپس تخت پر برفی خود را با یک پتو بلند کرد و سوزن زن دید که علف سبز از زیر تخت پر می شکند. سوزن دوز برای علف هرز بیچاره متاسف شد.

پس تو می گویی، - او گفت، - که تو پیرمرد مهربانی هستی، اما چرا علف سبز را زیر تخت پر برفی نگه می‌داری، آن را در نور روز بیرون نمی‌گذاری؟

من منتشر نمی کنم زیرا هنوز زمان آن فرا نرسیده است. چمن هنوز وارد بازی نشده است. در پاییز، دهقانان آن را کاشتند، و جوانه زد، و اگر از قبل دراز شده بود، زمستان آن را تسخیر می کرد و تا تابستان علف ها نرسیده بودند. پس سبزه جوان را با تخت پر برفی خود پوشاندم و حتی خودم روی آن دراز کشیدم تا برف با باد نرود. اما بهار می آید، بستر پر برفی آب می شود، علف ها رشد می کنند، و آنجا، شما نگاه کنید، دانه ها به بیرون نگاه می کنند، و دهقان دانه ها را جمع می کند و به آسیاب می برد ...

چرا مردم محصولات زمستانی می کارند و نمی ترسند که آنها یخ بزنند؟

چرا بوته های گیاهی زمستان را با خاک اره می پوشانند؟

در آشپزخانه از چه چیزهایی استفاده کنیم که نسوخته باشیم؟

ماهیتابه ها از چه چیزی ساخته شده اند؟ چرا؟

چرا لباس های پشمی بهتر از لباس های مصنوعی از سرما جلوگیری می کنند؟

حقایق جالب از زیست شناسی. یک کت خز پشمالو به زنبور عسل اجازه می دهد تا شهد و گرده را حتی در قطب شمال جمع آوری کند. در زیر چنین لباس هایی، بدن زنبور عسل، با افزایش کار عضلانی، تا 40 گرم می شود 0 . و هر چه زنبور بامبلی بیشتر در شمال زندگی کند، بزرگتر و پشمالوتر است. چرا یک کت خز زنبور را از یخ زدن نجات می دهد؟

به محض شروع سرما، زنبورها روی شانه های عسل جمع می شوند و یک توپ متراکم تشکیل می دهند. آنها با چسبیدن به یکدیگر دمای حدود 12 را حفظ می کنند 0 ج- بنابراین در زمستان زنبورها خود را گرم می کنند. اما آنها نیاز به تهویه دارند، زیرا در غیر این صورت تمام رطوبت بازدمی زنبورها در داخل کندو به صورت یخبندان می نشیند. چرا زنبورها در زمستان خود را گرم نگه می دارند؟

کدام آجر - جامد یا متخلخل - عایق حرارتی بهتری برای ساختمان ایجاد می کند؟ پاسخ را توجیه کنید.

در دمای یکسان گرانیت و آجر، آجر در لمس گرمتر از گرانیت است. کدام یک از اینها مصالح ساختمانیبهترین خاصیت عایق حرارتی را دارد؟

قیچی و مدادی که روی میز خوابیده اند دمای یکسانی دارند. چرا قیچی هنگام لمس سردتر می شود؟

مثال های در نظر گرفته شده به ما در نتیجه گیری و پر کردن جدول کمک می کند.

آنها به متن گوش می دهند، اجسام با هدایت حرارتی خوب و ضعیف را نام می برند.

برف یک ماده متخلخل و شل است، حاوی هوا است. بنابراین، برف هدایت حرارتی ضعیفی دارد و به خوبی از زمین، محصولات زمستانه، درختان میوه از یخ زدگی محافظت می کند.

گلدان های آشپزخانه از ماده ای ساخته شده اند که رسانایی حرارتی ضعیفی دارد.

ماهیتابه ها و ماهی تابه ها از موادی با رسانایی حرارتی خوب (فلزات) ساخته می شوند و برای گرم کردن سریع بدنه ها یا قطعات استفاده می شوند.

دسته قوری ها، تابه ها از موادی با رسانایی حرارتی ضعیف ساخته شده اند. همه اینها از دست ها در برابر سوختگی هنگام لمس اشیاء داغ محافظت می کند.

خاک اره رسانای ضعیف گرما است. گیاهان را با خاک اره می پوشانند تا یخ نزنند.

بین موها هوا وجود دارد که گرما را به خوبی هدایت نمی کند.

پوشش زنبور عسل گرما را به خوبی هدایت نمی کند، زیرا بین پرزها هوا وجود دارد که رسانایی حرارتی آن کم است.

هوا بین زنبورها باقی می ماند که گرما را به خوبی هدایت می کند و از یخ زدن جلوگیری می کند.

بیایید یک مینی داشته باشیم کار تحقیقاتی. بیایید دریابیم که آیا این عبارت درست است: کت خز گرم می شود؟!

چگونه کار را انجام خواهیم داد؟

برای این کار به یک دماسنج و یک تکه خز نیاز داریم. بیایید دمای اتاق را اندازه گیری کنیم، سپس دماسنج را برای مدتی در یک فلپ قرار دهیم

نتیجه گیری کنید

آزمون دانش اولیه

هدف: بررسی کنید که مطالب در چه سطحی درک شده است؟

پدیده انتقال انرژی درونی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر یا از جسمی به جسم دیگر در هنگام تماس مستقیم آنها چیست؟

ظرفیت گرمایی
ارزش حرارتی
رسانایی گرمایی

عبارت صحیح را انتخاب کنید.

رسانایی عبارت است از انتقال ماده از جسمی به جسم دیگر
هدایت گرما ماده را از جسمی به جسم دیگر منتقل نمی کند.
مفهوم هدایت حرارتی وجود ندارد

کدام یک از مواد زیر دارد بالاترین هدایت حرارتی?

چوب
شیشه
فلز مس

پاسخ در کارت دانش آموز.

خلاصه درس

سوالات ابتدای درس را به خاطر بسپارید. آیا برای زمستان آماده ایم؟ امروز شاهد چه پدیده ای هستیم؟ این پدیده چیست؟

مشق شب. P 4، (همه)، گزارش "رسانایی حرارتی در طبیعت، زندگی روزمره و فناوری" را تهیه کنید. (اختیاری)

ممنون از زحمات شما در کلاس

پاسخ به سوالات