さまざまな熱伝達方法の特徴。 自然と技術における熱伝達の例

レッスンの目的:

一般教育：トピック「熱伝達の種類」に関する基本的な知識を要約し、8年生に熱伝導率、対流、自然界の放射、および技術の兆候を知らせます。

開発: 学生にとって普遍的に重要な主要なスキルの形成を継続すること いろいろな種類活動 - 問題を強調し、意思決定を行い、情報を検索、分析、処理します。

教育的: 集団主義、割り当てられたタスクに対する創造的な態度を教育すること。

準備作業

このレッスンは、「自然と技術における熱伝導」、「自然と技術における対流」、「自然と技術における放射」というトピックに関する教育プロジェクトの擁護の形で開催されます。 生徒または教師は、自発的にグループを形成するリーダーを選びます。 プロジェクトのテーマは、合意または抽選によって決定されます。
各グループのタスクには、理論的な正当化、実験、マルチメディア プレゼンテーションが含まれます。

学生は独立して責任を分担し、情報を検索して収集し、分析して提示し、実験計画を考え、その実施に必要な機器を準備し、観察されたことを議論して説明します。
プロジェクトの作業の過程で、教師と生徒は緊密に連携します。特に、教師が生徒の活動を監視および修正するための協議が行われます。

レッスンデザイン

スクリーンとマルチメディアプロジェクターを用意する必要があります。 レッスンのトピックの名前が付いたスライドがスクリーンに投影されます。 実験装置は、デモンストレーション テーブルに配置する必要があります。

レッスンの目的:

1. 教育:

「熱伝達の種類」というトピックに関する学生の知識を一般化して体系化します。

熱伝導、対流、放射などの物理現象を記述し、説明できる。

習得した知識を日常生活に活かすことができる。

2. 開発中:

聴覚と視覚の発達;

思考、スピーチ、記憶、注意の発達;

情報の検索、分析、処理。

3. 教育:


 個人の資質の教育 (正確さ、チームで働く能力、規律);


 主題に対する認知的関心の教育。

 子供の総合的に発達した人格の教育に貢献します。

設備: スクリーンとマルチメディア プロジェクター、プレゼンテーション。 各班で用意した装備。

授業中。

私。 組織段階 （2分）

目的: 生徒を学習活動に参加させ、レッスンの内容を決定します。

レッスンプランのご紹介。

Ⅱ． 学生の知識の具現化 (35分)

(W.1)

目的：熱伝達の種類に関する知識を更新し、熱伝達、対流、放射に関する知識を一般化および体系化し、日常生活で得られた知識を適用します。

(W.2)

1. 物理学の観点から、次のことわざを結び付けるものは何ですか?（スライド上）

A) 熱いアイロンをつかまないでください。 次に、鍛冶屋は手を火傷しないようにトングを鍛造します。

B) 不平等な暑さの私たちの小屋。 ストーブの上で暖かく、床の上で寒い。

C) 白い光の中の赤い太陽が黒い地球を暖めます。

答え: 物体の内部エネルギーは、熱伝達の結果として変化します。

2.ことわざで言及されている現象の物理学の観点からの違いは何ですか?

答え：これらのことわざは、 違う方法熱伝達。

物理学で呼ばれる熱伝達のさまざまな方法は何ですか? （伝熱の種類）

3.そして今、私たちのレッスンのトピックを定式化します.

“伝熱の種類」

先生：私たちのレッスンでは、「熱伝達の種類」というトピックについて学んだことをすべて覚えています。 今日は、このトピックに関する知識をまとめ、体系化し、統合します。 習得した知識は日常生活に応用できます。

このトピックの研究で学んだ要素である知識システムを構築しましょう。 わかりやすくするために、これを図の形で想像してみましょう (生徒の机の上のテンプレート)。

一緒に働く（一緒に埋める）。

(W.3)

1) 主題とスキームの名前を反映して、主人公の名前は何になりますか?

Sh. - 熱伝達の種類。

U. - これを修正しましょう. 図 1 - 図のメインになります。 それにテキスト（名前）を追加し、形状または色付きのテキストを選択します。

2) 熱伝達の結果、何が変化しますか? 熱伝達によってどのようなエネルギーが変化しますか?

Sh. - 体の内部エネルギー。

U. - 熱伝達の種類は、物体の内部エネルギーの変化に関連しています。

図2で修正しましょう。

3) 物体の内部エネルギーの変化に関連する熱伝達の種類が従う重要な法則は何ですか?

Sh. - エネルギーの保存と変換の法則。

W. - その通りです。 これを図 3 に書きましょう。これは最も重要な自然法則の 1 つであるため、図 3 を図 1 と図 2 の上に配置します。

4,5,6) 私たちが遭遇した具体的な熱伝達の種類は何ですか?

Sh. - 熱伝導率、対流、放射。

W. - そうですね。 これを図に反映させ、それぞれが独立した物理現象に対応しているので、主要な図の下に一列に配置します。

要約表の残りの列は、グループのパフォーマンスを聞き、得た知識を使用して、レッスン全体で記入する必要があります。

U.私たちのレッスンは、教育プロジェクトの保護に専念しています。 熱伝達の種類を繰り返し、熱伝導、対流、自然界の放射、および技術の兆候を理解します。 3 つのグループが熱伝達のタイプの 1 つを選択しました。 タスクには、理論、実験、コンピューター プレゼンテーションの作成が含まれていました。 防御の結果に基づいて、グループは写真レポートを作成する必要があります。 プロジェクトの防御時間は 5 ～ 7 分を超えてはならないことに注意してください。

4. プロジェクトの保護。

(W.4)

1. 最初の箴言で言及されている熱伝達の種類は何ですか?

(Sl.5) (熱伝導率) .

私はグループ化します

熱伝導率 - 身体のある部分から別の部分へ、またはある身体から別の身体へと直接接触して内部エネルギーが移動する現象。

熱伝導率は、内部エネルギーが身体のより加熱された部分の粒子から加熱されていない部分の粒子に移動する一種の熱伝達です。

実験

銀製（木製）のスプーンとステンレス製のスプーンを熱湯で加熱した後の熱伝導率の違いのデモンストレーション。

物質が異なれば、熱伝導率も異なります。 金属は熱伝導率が良いです。 たとえば、銅ははんだごての構造に使用されます。 鋼の熱伝導率は銅の 10 分の 1 です。 木材および一部の種類のプラスチックは、熱伝導率が低くなります。 この特性は、やかん、鍋、フライパンなどの物体を加熱するためのハンドルの製造に使用されます。

フェルト、多孔質レンガウール、綿毛、毛皮 (繊維間に空気が存在するため) は熱伝導率が低いため、これらの材料は木材とともに住宅建設に広く使用されています。

建設に使用されるトウ、ポリスチレンなど、さまざまな断熱材を持ち込みました。 熱伝達の調整は、建設機械の主要なタスクの 1 つです。 熱伝達が望ましくない場合、彼らはそれを減らそうとします。 これを行うには、断熱材を使用します。

窓ガラスの間の薄い空気の層が、レンガの壁だけでなく、寒さからも家を守ってくれます。 つまり、空気には 熱伝導率が悪い. 液体と気体の熱伝導率は非常に低くなりますが、熱は気体や液体でも伝達されます。

奇妙に思えるかもしれませんが、雪、特にゆるい雪は熱伝導率が非常に低くなります。 これは、比較的薄い雪の層が冬の作物を凍結から保護する理由を説明しています.

動物の毛皮は、熱伝導率が低いため、冬の冷却と夏の過熱から保護します。

(W.11)2. 2 番目のことわざでは、どのような熱伝達が言及されていますか?

(W.12) (対流).

Ⅱ群

対流 - 熱伝達の種類で、気体と液体の噴流によってエネルギーが伝達されます。

対流には、自然対流と強制対流の 2 種類があります。

自然対流 - 自然な冷却、加熱、移動。

強制対流 - ポンプ、攪拌機などによる移動

液体の対流。 液体や気体は熱伝導率が悪いため、下から加熱されます。 液体（気体）の熱い層では、密度が低下し、上昇して冷たい層に取って代わられます。 レイヤーの循環（「円運動」）があります。

で 固体それらの粒子は高い移動性を持たないため、対流はありません。

対流の多くの兆候は、自然と人間の生活の中で見られます。 対流は、エンジニアリングにも応用されています。

実験

底のないガラスシリンダーで部分的に覆われたろうそくを燃やすデモンストレーション（下に空きスペースを残してください）; ガラスシリンダーが完全に下がったときのろうそくの燃焼の停止。

実験

テーブルの上には2杯のお湯があり、1つは氷の上に、もう1つは蓋の上に氷が置かれています。 生徒は、水がより速く冷えるグラスを説明します (液体の対流)。

そして、沸騰したお湯がより速く冷えるように、スプーンでかき混ぜます（強制対流）

住宅の暖房と冷房は、対流現象に基づいています。 したがって、自然対流が発生するように、天井に近い上部に冷却装置を配置することをお勧めします。 加熱装置は下にあります。

そよ風 - 陸と水の境界で発生します。 それらは異なる方法で加熱および冷却します。 水は地球（砂）よりも 5 倍ゆっくりと加熱および冷却されます。 このため、日中は陸地に低気圧域が形成され、海上には高気圧域が形成されます。 日中の風と呼ばれる高気圧から低気圧への気団の移動があります。 夜になると、すべてが逆になります。

(W.19) 3. そして、3番目の箴言で言及されている熱伝達のタイプは何ですか?

(DC 20) (放射)。

Ⅲ群

輻射（輻射伝熱） - エネルギーが熱線 (電磁波) によって伝達される熱伝達の一種。

それはいつでもどこでも起こります。 完全真空での実施が可能です。

放射線は、加熱されたすべての物体 (人、火、ストーブなど) から発生します。

体温が高いほど、熱放射が強くなります。

体はエネルギーを放射するだけでなく、吸収もします。

表面が暗い物体は、表面が明るい物体よりもエネルギーを吸収および放射します。

太陽は地球のエネルギー源です。

太陽熱はどのように地球に伝わるのですか? 確かに、宇宙には固体も液体も気体もありません。 その結果、宇宙空間は、伝導または対流のいずれによっても、太陽の熱を地球に伝えることができません。 事実、太陽から地球への熱は、ラジオ局から受信機への信号、つまり電磁波と同じように伝達されます。

熱放射の多くの兆候は、自然と人間の生活の中で見られます。 熱放射テクノロジーにも適用されます。

人間は、さまざまな方法で放射線エネルギーを吸収する体の能力を利用しています。

耕した土、植生のある土（スライド）。 日中、土壌はエネルギーを吸収し、放射によって加熱されますが、冷却も速くなります。 その加熱と冷却は、植生の存在によって影響を受けます。 したがって、黒く耕された土壌は放射によってより強く加熱されますが、植生で覆われた土壌よりも速く冷却されます。

天候は、土壌と空気の間の熱交換にも影響します。 晴れた雲のない夜には、土壌は急激に冷えます。土壌からの放射線は自由に宇宙に逃げます。 春先のそのような夜には、地上の霜が降りる可能性があります。 天気が曇っている場合、雲は地球を覆い、放射線によるエネルギー損失から土壌を保護する一種のスクリーンの役割を果たします.

温室のレイアウトのデモンストレーション。 土壌と地上の空気の温度を上昇させる手段の 1 つは、太陽放射を最大限に活用できるようにする温室です。 土壌エリアは、ガラス フレームまたは透明フィルムで覆われています。 ガラスは目に見える太陽放射をよく透過し、暗い土壌に落ちると加熱されますが、透過性は低下します 不可視放射線地球の暖かい表面から放出されます。 また、フィルム（ガラス）は暖かい空気が上に移動するのを防ぎます。 対流の実装。 このように、温室ガラスはエネルギーの「トラップ」として機能します。 温室内の温度は、保護されていない土壌よりも約10°C高くなります（温室をランプで加熱し、温室の外側と内側の温度を測定すると、異なることがわかります）。

一番早く冷えるやかんはどれ？

飛行機はなぜ銀色のペンキで塗られているのですか? 田舎のシャワーはなぜ暗いのですか?

(Dp. 26)魔法瓶 （構造）

- エネルギーを節約するには？（熱の伝わり方を中心に、魔法びんの原理や仕組みを説明します。）

コルク（対流固定）

真空（熱伝導性ダウン）

鏡（放射線で離れて）

(W.27)

5.表への記入結果の考察

III. 結論 (3分)

作業のすべての段階の結果を要約します。

生徒たちの反省。

IV 自宅で:

§ 3 - 6 を繰り返し、表への記入を続けます。 家に、

創造的な仕事：トピック「熱伝達の種類」についてクロスワードを作成します。

希望する学生は、次のレッスンのために自然と技術における熱伝達の応用に関するレポートを作成できます。 レポートのおおよそのトピックは次のとおりです。「航空および宇宙飛行中の熱伝達の種類の重要性」、「日常生活における熱伝達の種類」、「大気中の熱伝達」、「熱伝達の種類の計算と使用」農業で」など

反射

内容を理解している場合は、それを伝えて説明することができます。その場合は、自分に「5」を付けてください。

内容は理解できるが、再現できるかどうか疑問がある場合は「4」。

素材の習得が不十分な場合は「3」。

スマイリーを上げます。 どのようにレッスンを終了しましたか?

教訓の反省 .

生徒は振り返りシートに記入するよう求められます。

今日、私は知った...

興味深かった…

私は購入しました...

驚いた...

人生の教訓を与えてくれた…

私は欲しかった...そして私は

レッスンの要約、マークを付けます。

また

III. ファイナルステージ（3分）

目的: 目標達成の成功を分析および評価し、今後の作業の見通しを概説する;; レッスンの結果を得るのを手伝ってくれたクラスメートに感謝します.

>>物理学: 自然と技術における熱伝達の例

1. 風. 大気中のすべての風は、大規模な対流です。 たとえば、対流は説明します そよ風- 海や大きな湖のほとりで発生する昼夜の風。

夏の日には、太陽は水よりも速く陸地を温めるため、陸地の空気は水面よりも熱くなります。 同時に、陸上の空気は膨張し、その後、その圧力は海上の冷たい空気の圧力よりも低くなります。 その結果、通信船のように、海底（圧力が高い場所）からの冷たい空気が海岸（圧力が低い場所）に移動します-風が吹きます。 これが昼間（または海）の風です。

夜になると、水は陸よりもゆっくりと冷え、陸の上では空気は水の上よりも冷たくなります。 終わりました 高圧は陸地の上にあるため、空気は海岸から海に移動し始めます。 これは夜風（または沿岸風）です。

2. 推力. 新鮮な空気の流入がなければ、燃料の燃焼は不可能であることを私たちは知っています。 空気が炉または炉に入らない場合、燃焼は停止します。 燃焼を維持するために、空気の自然な流入、つまりドラフトがよく使用されます。 同時に、燃料の燃焼場所の上にパイプが設置されます。 加熱すると空気が膨張し、炉内や配管内の圧力が外気よりも低くなります。 圧力差により、外側から冷たい空気が炉内に流入し、暖かい空気がパイプを上昇します。 これがトラクションです。

パイプの高さが増加すると、ドラフトが増加します。これは、炉の上に構築されたパイプが高くなるほど、外気とパイプ内の空気との圧力差が大きくなるためです。

3. 給湯. 地球の温帯および寒帯に位置する国の居住者は、寒い季節に家を暖房することを余儀なくされています。 住宅地では、人にとって最も好ましい温度は18〜20℃であると考えられています. 多くの家庭でこの温度を維持するために、給湯器が使用されています。

セントラルヒーティングシステムでの水の加熱は、加熱された建物の外で行われます（ボイラーハウスまたは熱電併給プラント - CHP）。 ヒーターから お湯建物に配管。 ここ（図71）では、メインライザー1を上昇し、そこからパイプを通って加熱装置（ラジエーター2）まで上昇します。 それらが冷えると、水は底に戻り、再びヒーターに流れます。 これにより、システム全体で水の継続的な循環が保証されます。 小さな建物では、この循環は次の理由で発生します。 自然対流、そして大都市の家屋では、特別なポンプ（人工または強制対流）の作用により発生します。

（加熱された液体の膨張中の圧力上昇の結果として）加熱システムの破壊を防ぐために、メインライザー1には膨張タンク3が付属しています。

4. 魔法瓶. より熱い物体からより冷たい物体への熱伝達は、それらの温度の均等化につながります。 したがって、たとえば、コンロから取り出した熱いやかんは、周囲の空気と接触すると、しばらくすると冷めます。 物体を冷却 (または加熱) できるようにするには、熱伝達の可能性を防止する必要があり、その 3 つの現象 (対流、熱伝導、および放射) のすべてにおいて防止する必要があります。 これは、体を特別な容器に入れることによって達成されます - デュワー容器、 1892年にイギリスの科学者ジェームズ・デュワーによって発明されました。

デュワー容器はもともと、蒸発しやすい液化ガス (液体ヘリウムなど) を保管するためだけに使用されていました。 その後、それらは家庭用に使用され始めました-それらに入れられた食品を一定の温度で保存するためです。 そのようなデュワー容器は、として知られるようになりました 魔法瓶(図 72)。

液体を保存するために設計された魔法瓶のデバイスを図 73 に示します. 二重壁のガラス容器 4 で構成されています. これらの壁の内面は光沢のある金属層で覆われており、空気は、壁。 魔法瓶のガラスケースを損傷から保護するために、ダンボールまたは金属ケース 3 に入れます。容器はストッパー 2 で密閉され、キャップ 1 がケースの上にねじ込まれます。

魔法瓶は、内容物との熱交換が行われるように設計されています。 環境最小限に抑えました。 壁の間に空気がないため、対流と熱伝導によるエネルギーの伝達が防止され、魔法瓶の内面の光沢のある層が放射によるエネルギーの伝達が防止されます。

??? 1. 昼間の風は海から海岸に向かって吹き、夜風は海岸から海に向かって吹くのはなぜですか? 2. 渇望の原因は何ですか? 3.給湯システムはどのように配置されていますか？ 4.魔法瓶について教えてください。 何が原因で、熱伝達を減らすことができますか? 魔法瓶に入った食べ物がまだ冷たくなるのはなぜですか？

S.V. グロモフ、N.A. 祖国、物理学8年生

読者がインターネット サイトから投稿したもの

物理学の計画、8 年生の物理学の教科書と本、8 年生の物理学のコースと課題、8 年生の物理学の要約

レッスン内容 レッスン概要サポート フレーム レッスン プレゼンテーション アクセラレーション メソッド インタラクティブ テクノロジー 練習 タスクと演習 自己検査 ワークショップ、トレーニング、ケース、クエスト 宿題 ディスカッション 質問 学生からの修辞的な質問 イラスト オーディオ、ビデオ クリップ、マルチメディア写真、絵、図表、スキーム、ユーモア、逸話、ジョーク、漫画のたとえ話、ことわざ、クロスワード パズル、引用 アドオン 抄録記事 好奇心旺盛なチート シートのチップ 教科書 基本および追加の用語集 その他 教科書と授業の改善教科書の間違いを正す教科書の断片を更新する レッスンのイノベーションの要素 古い知識を新しい知識に置き換える 教師のみ 完璧なレッスン カレンダープラン 1年間 ガイドラインディスカッションプログラム 統合されたレッスン

レッスンの目的:以前に学んだ内容を確認します。 物語を語る能力を形成し、正しい「物理的」言語で思考手段を表現する。 人間の生活と社会における物理学の価値を明確にするために、学生の視野を広げます。 生活状況に関連する問題を解決する方法を見つけます。

授業中。

レッスンの前に、学生はこれらのエディションに従って6つのグループに分けられます。

雑誌「庭と菜園」

雑誌「モデラー・コンストラクター」

「文芸新聞」

雑誌「ユンナティ」

雑誌「アーキテクト」

雑誌「ワーカー」

編集作業の 1 日を想像してみてください。 読者からの質問に答えたり、緊急に出張の準備をしたりしなければなりません... すべてが迅速かつほぼ即座に解決されなければなりません。 これを行うには、編集長を選択し、提案​​された質問と困難を解決し、完了した作業に関するレポートを提出する必要があります（グループメンバーの回答）。 部門のマネージャーは、グループの各メンバーの作業、およびグループ - マネージャーの作業を評価する必要があります。 そして今、チケットを選択し、準備なしですぐに答えます。

内部エネルギーとは正確には何ですか？

内部エネルギーを変化させる方法の例を挙げてください。

伝熱パターンの例を挙げてください。

熱伝導率とは何ですか？ 鉄線を介してエネルギーはどのように伝達されますか?

対流とは？

太陽から地球にエネルギーがどのように伝達されるか. このタイプの熱伝達を定義します。

回答後、各グループにタスクが与えられます (所要時間 5 ～ 7 分)。

気候が暑い赤道地域では、寒冷地に住む人々よりも肌の色が黒くなります。 なんで？ スノーホワイト ベアは北緯に、ヒグマは南緯に生息しています。 なんで？ 北にはただ乗りのノウサギが住んでいます ( 白色羊毛）、より南部の地域では密航したウサギ（灰色の羊毛）。 なんで？ （答え：同じ条件下では、黒体は白体よりも滲み出ます）。

動物の羊毛の長さと密度の季節的変化はどのような役割を果たしますか?夏には羊毛が短くて緩くなり、冬には長くて太くなりますか? （答え：ウール、フラフ、ワインスキンなど） 多孔体繊維の間の空間には空気が含まれているため、熱伝導率が低く、動物の体を凍結から保護します)。

風邪はおばさんではありません。

空腹と同じように、フロストはおばさんではありません。 ポールにとまるカラスは、凍てつくような風が吹く場所を確実に刺します。 彼女はいつもくちばしで彼に向き合っています-たとえば、風が周りを流れ、羽を動かさないようにします。 静かで凍るような天候では、鳥は羽毛のベッドを「毛羽立たせ」、ルーズボールに変わります...毛皮は確実に暖かく保ちます。 冬までに多くの動物で更新されます...霜は毛皮の成長を刺激します。 これは、中央アジアからモスクワ地方に持ち込まれたロバから知っています。 最初の冬に、彼らは彼のために古いシープスキンからベストのようなものを縫いました。 そして今、冬までに、ロバはふわふわしたモンスターのようになります-暖かい土地の親戚はすぐに彼を認識しません.

V.ペスコフ。

ロシアのおとぎ話から：「冬の寒い家に黒いライチョウを作る人は誰もいませんが、彼自身はその方法を知りません。 一晩ですべてを体験する必要があります... 「ああ」と彼は思いました。 そして - 雪の中に飛び込みます！ 雪の中で夜を過ごしました。 何もない！ 暖かかった。 私は朝早く起きて、自由な光の中で必要な場所に飛んだ。 森の中で夜を過ごしていたクロライチョウを霜から救ったのは何ですか?

低地に庭を植えないでください。 何から？ (答え: 冷たい空気はより密度が高いため、下部に蓄積します。霜は低い場所でより一般的です)。

植物が氷の皮で覆われるようにしないでください。 なんで？ (答え: 氷の熱伝導率は雪の熱伝導率の 20 倍なので、植物は凍ります)。

凍結する前にベースを緩めます。 なんで？ （答え：緩めると、土壌の熱伝導率が低下します）。

霜が降りる可能性が非常に高い春に、ロシアの作家I. A. ブニンの詩「冷たい春」を暗記して繰り返します。

無色の西は澄んでいます - 真夜中までに寒くなるでしょう。

そして、ナイチンゲールは暖かい巣から一晩中歌います

ドープブルースモーキー肥料で、

もやのかかった最も明るい星の銀のほこりの中で。

なぜこのような現象の組み合わせがあるのでしょうか? （答え：空が明るいと、地球は放射によって大幅に冷却されます）。

物理学の観点から芸術作品の抜粋についてコメントします。

V.ガウフのおとぎ話「とてつもない王子について」より。 「逆に、ラバカンが針に不慣れだとは誰もあえて言いませんでした。彼は非常に繊細な仕事をする方法を知っていました...彼はしばしば止まることなく縫ったので、手の針が熱くなり、糸が煙を出し始めました、そして誰よりも作品が出来上がりました…」

ロシアのおとぎ話「動物の越冬」より。 「ガチョウとおんどりが納屋の雄牛のところにやって来て、彼らは合唱でこう言いました。「兄弟を行かせて、体を温めてください！」 雄牛はこう答えます。 あなたには2つの翼があり、1つを置き、もう1つを着て、たとえば冬を過ごします！ 「あなたは私を中に入れません」とガチョウは言います。 「離さないで」とオンドリは言います。 「だから私は屋根裏部屋に飛んで、天井からすべての地球をかき集めます。それはあなたにとってより寒くなるでしょう。」

ロシアのおとぎ話「キツネとオオカミ」より。 「オオカミは川に行き、尻尾を穴に下げて言い始めました。 大小問わず釣れます！ 彼に続いて、キツネが現れました。 オオカミの近くを歩いて嘆きます。 フリーズ、フリーズ オオカミの尻尾！ 尻尾と冷凍。」

木造とレンガのどちらの家が暖かいですか? （答え：木材は熱伝導率が低いため）。

ビルダーが多孔質材料を使用する理由 - 多孔質レンガ。 フェルト、グラスウール

ダブルフレームはなぜ作られるのですか？

部屋のラジエーターが下にあるのはなぜですか?

Modeler-Constructor マガジンは、読者に作成の役割を依頼します 宇宙ロケット液体水素を燃料に使うもの。 それはどこに保存されていますか？ 水素の沸点は-2530℃。3を普通のタンクに入れておくのは、高炉に水を入れた鍋みたいなもの！ タンクは、外部から熱が浸透しないようにする必要があります。 推論の結果、グループは、このタンクは魔法瓶であるべきだという結論に達しました。 魔法瓶の仕組みを説明します。 この器に熱いお茶を入れておくことはできますか?

雑誌「Worker」編集部のメンバーが出張に輝く。

グループは極北に行き、暖かいコートと帽子を持って行きます。 物理学者は、「毛皮のコートが暖まる」という表現は正しくないと言います。 そして、あなたはどう思いますか？

このグループは海に南下します。 明るい服、暗い服、どんな服装をすればいいですか？ 船員が夜に海に行くのを好むのはなぜですか?

すべての質問について話し合った後、表に記入してください。

伝熱受付名

エネルギーの伝達方法

特徴 色々な方法熱伝達。 自然と技術における熱伝達の例
熱現象

このレッスンの助けを借りて、「さまざまな熱伝達方法の特徴」というトピックに精通します。 自然と技術における熱伝達の例。 ここでは、熱伝達とその既存のタイプに関する知識をまとめ、物理実験と自然界におけるさまざまな熱プロセスの例を検討します。

今日のレッスンは「さまざまな伝熱方法」のトピックの最後のレッスンなので、一般化して、自然と技術におけるさまざまな伝熱方法とその特徴について、具体的な例を使用して説明します。

自然界の熱伝達プロセスは継続的に発生することを理解することが重要であり、今日お話しする私たちの周りの世界中のどこでもそれらを観察できます。 熱伝達の方法を検討してください。

例 1加熱すると氷から蒸気が出る. 氷を0°C以下の鍋に入れ、加熱を開始し、この場合に発生するプロセスを書き留め、加熱の各段階で最も活発に現れる熱伝達方法を示します. もちろん、この場合の物質の集合状態の遷移のシーケンスは図 1 のようになることは理解していますが、それらをより詳細に説明します。

米。 1

1. 氷を融点 0°C まで加熱します。 氷は固体であるため、主な役割は熱伝導率の現象によって演じられます。

2. 0°C での氷の融解。すべての氷が溶けるまで温度は変化しません。 主な役割は、以前と同様に、熱伝導の現象によって行われます。

3. 氷から形成された水を 0°C から に加熱します。 このプロセスとその後のすべてのプロセスでは、主な役割はすでに対流によって果たされています。 効果的な方法液体および気体の熱伝達。

4.沸騰したお湯と蒸気の形成。 このプロセス中の温度も変化しません。 沸騰の過程で、対流の現象はおそらく最も顕著な形で現れます。肉眼でも、沸騰したお湯が絶えず自然に混合するプロセスを観察できるからです。

5.温度以上からの蒸気加熱。

例 2太陽の表面にできる粒状の斑点の形成。太陽の表面の写真を見ると、表面全体が均一ではなく、粒子が粗いことがわかります (図 2 を参照)。 それは何と関係していますか？

米。 2. 太陽のざらざらした表面

太陽の構造はいくつかのいわゆる層に分けることができ、そのうちの1つは表面近くにあり、対流帯と呼ばれます（図3を参照）。

米。 3. 太陽の構造

この層の名前から、その中で対流プロセスが行われていることがすでに推測できます。下部の は、レイトランスファーゾーンから放射を受けて上昇します。 対流のピークは太陽の表面の凹凸であり、写真では粒状として見ることができます。

したがって、宇宙スケールのプロセスと鍋での通常の沸騰との間にいくつかの類似性を引き出すことができます。

例 3風の形成過程。概略的に、風の形成のプロセス、つまり気団の動きを図 4 に示すことができます。

米。 4.風の形成のプロセス。

風の流れは、原則として水域の近くで発生し、まず第一に、この現象は 異なる熱伝導率水と陸（陸）。 風の形成は 2 つの部分からなるサイクルです。

1.日中、水はゆっくりと熱くなり、土地はより速く熱を受け取ります。 水上の空気はより冷たく、その密度と圧力は陸上よりも高く、結果として生じる圧力差のために風が陸に向かって吹き始めます。

2. 夜になると、同じように熱伝導率の特性が異なるため、陸地が水よりも速く冷えると、風が吹き込み始めます。 裏- 陸から水へ。

例 4煙突のドラフトの現象。

意味。スラスト -それは自然な空気の流れです。

ドラフトの概念は、主に煙突の設計と動作原理を検討するときに遭遇します（図5を参照）。

米。 5.煙突のデザイン。 推力パターン

炉の最も重要な要素は煙突 (3) です。これは、牽引力を生み出す対流の動きを提供するものです。 炉（2）の領域では、炎が燃焼して空気を加熱し、密度が低下し、アルキメデスの法則に従って、パイプを駆け上がり始めます。 加熱された空気が上向きに移動し始めた領域は、炉の外側から炉のドア（1）を通って入る冷気で満たされている必要があります。 したがって、対流空気循環のプロセス - パイプからの暖かい空気の流出と部屋からの冷たい空気の流入 - がドラフトを形成します。

スラスト力が炉設計の多くのパラメータに依存することは興味深いことですが、パイプの長さと材料に最も強く依存します。 たとえば、図 6 のように鉄パイプが使用されている場合、ドラフトはそれほど強くありません。これは、上昇中に空気がパイプに熱を与え、冷却し、対流が発生するためです。徐行。 熱伝導率が鉄よりもはるかに小さいレンガのパイプ（図7を参照）では、空気は実際には冷却する時間がなく、対流の速度は低下しません。つまり、ドラフトはより強く。

パイプの材質に関する上記の発言からわかるように、対流の現象だけでなく、熱伝導率もドラフト形成プロセスにとって重要です。

例 5魔法瓶のデザインの特徴。多くの人が知っているように、魔法瓶は中身が冷めたり熱くなったりしない器です。 魔法瓶には多くの種類があります。液体 (熱いお茶やコーヒー) を入れるように設計されたものもあれば、温かい食べ物を運ぶために設計されたものもあれば、冷たい飲み物を運ぶためによく使用される、いわゆる保温バッグもあります (図 8 を参照)。など

米。 8. さまざまな種類の魔法瓶

魔法瓶がどのように配置されているか、その中にある製品の環境からの断熱を提供するという問題が生じます。 興味深いことに、魔法瓶の設計には、内容物と環境の間で発生する可能性のあるすべての熱伝達プロセスの活動を制限することが含まれます。 便宜上、魔法瓶のおおよそのデザインを図 9 に示します。

魔法瓶の主要部分の 1 つはガラスのフラスコ (鉄の場合もある) で、二重構造 (フラスコの中にフラスコ) があり、十分に強い真空が作られるまで空気がその壁の間から排出されます。 フラスコのこの設計により、真空内には物質がほとんど存在せず、これらの熱交換プロセスが効果的に発生することが不可能になるため、熱伝導による環境との熱交換から内容物をほぼ完全に保護することができます。

断熱効果をさらに高めるために、魔法瓶のフラスコの設計により、放射による熱損失のプロセスが制限されます。 これを行うために、電球の内面はスズ (まれに銀) の薄い層で覆われ、鏡のようになり、電球の内部からの放射を防ぎます。

米。 9.魔法瓶のデザイン

熱伝導率からの追加の絶縁は、主に保護機能を持ち、フラスコが壊れないようにするケース (ハウジング) の材料と、ケースとフラスコの外壁の間の空気層によって提供されます。熱伝導特性が悪い。

魔法びんの中で一番熱がこもりやすいのは首部分なので、ふたのデザインにもこだわりました。 魔法瓶の蓋は通常、閉じたときに首にぴったりとフィットするゴム製のストッパーと、本体の内側にある多孔質材料で構成され、追加の断熱を提供します。

与えられた例では、自然界におけるさまざまな熱伝達方法の発現、およびそれらのアプリケーションと技術での対処方法さえも調べました。 次のレッスンでは、熱エネルギーの量、つまり熱量をさらに測定するための概念を紹介します。

1. L. E. Gendenshtein、A. B. Kaidalov、および V. B. Kozhevnikov、Ed。 Orlova V. A.、Roizena I. I. 物理学 8. - M .: Mnemosyne.

2. Peryshkin A. V. Physics 8. - M .: バスタード、2010。

3. Fadeeva A. A.、Zasov A. V.、Kiselev D. F. 物理学 8. - M .: 教育。

1. オープンクラス。 ネットワーク教育学会（）。

2. 好奇心旺盛な人のためのクールな物理 ().

1. ガスホルダー - 加熱ガスを貯蔵するためのタンク - は銀色に塗装されています。 なんで？

2. 最新の窓システムでは、どのタイプの熱伝達が最小限に抑えられていますか?

3. 最近、いわゆる「保温バッグ」が人気を集めています（図10参照）。 内側は金属箔に似た素材で覆われ、「箔」と表生地の間にポリウレタンフォームが挟まれ、バッグの上部はしっかりと蓋で覆われています。 そのようなバッグのどのタイプの熱伝達が最小限に抑えられますか?

米。 10.サーマルバッグ

4.空気は透明で、太陽光線を吸収しないため、直接加熱することはできません。 暑い夏の日に空気が十分に熱くなるのはなぜですか。

公教育委員会

ソルネチノゴルスク市役所の行政

市立教育機関

中等教育学校№2、ソルネチノゴルスク

(ソルネチノゴルスク第 2 中学校 MOU)

RUSSIA 141503 モスクワ地方、ソルネチノゴルスク、オブホフスキー通路、2a

Tel./fax 994-11-13 E-mail: [メール保護]

体系的な開発

物理の授業 (8 年生)

「熱伝達の種類

自然とテクノロジーの中で »

物理の先生

バルスカヤ・アントニナ・ティモフィーヴナ

ソルネチノゴルスク

8年生の物理レッスンの体系的な開発「自然と技術における熱伝達の種類」

レッスンの目的:

一般教育：トピック「熱伝達の種類」に関する基本的な知識を要約し、中学2年生に熱伝導率、対流、自然界の放射、および技術の兆候を知ってもらいます。

現像：問題の特定、意思決定、情報の検索、分析、処理など、さまざまな種類の活動にとって普遍的に重要な学生の主要なスキルの形成を継続する。

教育的:集団主義、割り当てられたタスクに対する創造的な態度を育むこと。

準備作業

このレッスンは、「自然と技術における熱伝導」、「自然と技術における対流」、「自然と技術における放射」というトピックに関する教育プロジェクトの擁護の形で開催されます。 生徒または教師は、自発的にグループを形成するリーダーを選びます。 プロジェクトのテーマは、合意または抽選によって決定されます。
各グループのタスクには、理論的正当化、実験、マルチメディア プレゼンテーション、新聞の問題、写真レポートが含まれます。
8年生は、責任を独自に分散し、情報を検索して収集し、分析して提示し、実験計画を考え、その実施に必要な機器を準備し、観察されたものについて話し合い、説明します。
プロジェクトの作業の過程で、教師と生徒は緊密に連携します。特に、教師が生徒の活動を監視および修正するための協議が行われます。

レッスンデザイン

スクリーンとマルチメディアプロジェクターを用意する必要があります。 レッスンのトピックの名前が付いたスライドがスクリーンに投影されます。 実験装置は、デモンストレーション テーブルに配置する必要があります。 物理教室の前にあるレクリエーション エリアでは、レッスンの前に伝熱の種類に関する新聞をぶら下げることができます。

授業中

I. 先生の紹介スピーチ

こんにちは！ 私たちのレッスンは、教育プロジェクトの保護に専念しています . 熱伝達の種類を繰り返し、熱伝導、対流、自然界の放射、および技術の兆候を理解します。
3 つのグループが熱伝達のタイプの 1 つを選択しました。 タスクには、理論、実験、新聞の発行、コンピューター プレゼンテーションの作成が含まれていました。 防御の結果に基づいて、グループは写真レポートを作成する必要があります。 プロジェクトの保護時間は 10 分を超えてはならないことに注意してください。
ノートにレッスンのトピックを書き留め、グループのプレゼンテーションを聞きながら記入する必要がある要約表の列を転送してください。

熱伝達の種類	エネルギーを運ぶものは？	どのような環境で行われますか？	自然と技術の例

Ⅱ． プロジェクトの保護。

熱伝導率 - 接触時にある物体から別の物体に、またはその一部から別の部分にエネルギーが伝達されるタイプの熱伝達。

熱伝導率- 体のより加熱された部分の粒子から加熱されていない部分の粒子への内部エネルギーの移動があるタイプの熱伝達。

物質が異なれば、熱伝導率も異なります。 金属は熱伝導率が良いです。 たとえば、銅ははんだごての構造に使用されます。 鋼の熱伝導率は銅の 10 分の 1 です。 木材および一部の種類のプラスチックは、熱伝導率が低くなります。 この特性は、やかん、鍋、フライパンなどの物体を加熱するためのハンドルの製造に使用されます。

フェルト、多孔質レンガウール、綿毛、毛皮 (繊維間に空気が存在するため) は熱伝導率が低いため、これらの材料は木材とともに住宅建設に広く使用されています。

奇妙に思えるかもしれませんが、雪、特にゆるい雪は熱伝導率が非常に低くなります。 これは、比較的薄い雪の層が冬の作物を凍結から保護する理由を説明しています.

窓ガラスの間の薄い空気の層が、レンガの壁だけでなく、寒さからも家を守ってくれます。 これは、空気の熱伝導率が悪いことを示しています。 液体と気体の熱伝導率は非常に低くなりますが、熱は気体や液体でも伝達されます。

実験

銀のスプーンとステンレスのスプーンを熱湯で加熱した後の熱伝導率の違いのデモンストレーション。

プレゼンテーション「自然と技術における熱伝導」。 学生プロジェクト。

対流 - ガスと液体の噴流によってエネルギーが伝達されるタイプの熱伝達。

対流には、自然対流と強制対流の 2 種類があります。

自然対流 - 自然な冷却、加熱、移動。

強制対流 - ポンプ、攪拌機などによる移動

液体の対流。 液体や気体は熱伝導率が悪いため、下から加熱されます。 液体（気体）の熱い層では、密度が低下し、上昇して冷たい層に取って代わられます。 レイヤーの循環（「円運動」）があります。

ヒーターを設置するときは対流が考慮されます。バッテリーは床の近くにあります。 この場合、安定した対流空気の動きが室内に確立されます。

固体の粒子は移動性が高くないため、固体には対流がありません。 対流の多くの兆候は、自然と人間の生活の中で見られます。 対流は、エンジニアリングにも応用されています。

実験

底のないガラスシリンダーで部分的に覆われたろうそくを燃やすデモンストレーション（下に空きスペースを残してください）; ガラスシリンダーが完全に下がったときのろうそくの燃焼の停止。

プレゼンテーション。「自然と技術における対流」。

放射線 エネルギーが電磁波によって伝達される一種の熱伝達です。 それはいつでもどこでも起こります。 太陽熱がどのように地球に伝達されるのかという質問について考えたことはありますか? 確かに、宇宙には固体も液体も気体もありません。 その結果、宇宙空間は、伝導または対流のいずれによっても、太陽の熱を地球に伝えることができません。 事実、太陽から地球への熱は、ラジオ局から受信機への信号、つまり電磁波と同じように伝達されます。 表面が暗い物体は、表面が明るい物体よりもエネルギーを吸収および放射します。 経験。

実験

装備: ヒートシンク、ゴム管、コップ一杯の水、電球。 コップ一杯の水で暗い表面を加熱すると、明るい表面を加熱した場合よりも気泡が速く現れます。

問題解決。

1.電気ストーブの上に置かれた水の入った鍋では、水中の熱伝達が主に行われます。

を。 放射と対流

b. 対流と熱伝導

の。 熱伝導率

d. 対流

2.熱量計を使用して物体の熱容量を測定する場合、熱量計の 2 つの容器の間のスペースに次のものが含まれていると、より正確な結果を得ることができます。
A) 真空;
B) 空気;
B) 水。

全部で ケースA～B測定精度は同じ

3. 電気ストーブのケトルで水を加熱するにはどうすればよいですか?

を。 やかん内の水の加熱は、主に電気ストーブからの放射線の吸収によって行われます。

b. やかんで水を加熱することは、熱伝導の現象によってのみ行われます。

の。 ケトル内の水の加熱は、熱伝導と対流の現象により発生します。

d. ケトル内の水は、対流によってのみ加熱されます。

４．１００℃に加熱された同体積の固体ボールを、冷水を入れた同一の容器に降ろし、銅を第１の容器に、亜鉛を第２の容器に入れた。 熱平衡状態に達した後、容器内で異なる温度が確立されたことが判明しました。 どの容器が最高温度になりますか?

を。 最初の容器では、銅の比熱容量が亜鉛の比熱容量よりも大きいためです。

b. 最初の容器では、銅の密度が亜鉛の密度よりも大きいためです。

の。 2番目の容器では、亜鉛の比熱容量が銅の比熱容量よりも大きいためです。

d. 2 番目の容器では、亜鉛の密度が銅の密度よりも大きいため。

5.テーブルの上の部屋には、同じプラスチックと金属のボールがあります
音量。 触ると冷たいボールはどれ？ 答えを説明してください。

を。 触ると金属球の方が冷たく感じます。

b. 金属球の熱伝導率は、プラスチック球の熱伝導率よりも大きくなります。 指から金属球への熱伝達がより激しくなり、冷たさを感じさせます。

6. 宗教家は、復活祭の日にのみ太陽が日の出とともに遊ぶと主張しています (太陽の円盤が振動し、形や色が変化します)。 昇る太陽の円盤の明らかなぐらつきをどのように説明しますか?

春には、さまざまな場所の土壌がさまざまに加熱され、これらの場所の上の空気の密度や屈折率が異なります。 空気は対流によって移動し、光線は屈折率が変化する空気の層を通過します。 これにより、太陽の目に見える円盤が振動します。 太陽の「遊び」は、気温がある日はいつでも観察され、その結果、空気の光学的不均一性が観察されます。

そしてデータの現れ 種族の 自然, 技術そして人生。 何のためだった...

レッスン: 8 年生 (物理教師 Dolgova S. A.) 日付のトピック: 熱伝達の種類

レッスン

ボード 2: 描画体験機能 熱伝達 意見 熱伝達? どれの 見る 熱伝達測定で行われます... での熱伝達の例について説明します 自然と 技術. D/R レッスンの要約: §5-6. 報告 " 種類熱伝達とその特徴...

説明メモ。 この作業プログラムは、基礎一般教育VIIの物理学の模範的なプログラムに基づいて編集されています

注釈

知っていること: - さまざまな方法の特徴 熱伝達; - 例 熱伝達の 自然と 技術たいまつ、針金、粘土、くぎ... 水平です。 d) 変更できません。 2.何 見る 熱伝達バッテリーで部屋を暖房しているときに観察された...

8年生の物理学の作業プログラムは、物理学の州の標準（一般、中等）教育の連邦コンポーネントに従って編集されています。

ワーキングプログラム

内部エネルギーの測定方法 8. 種類 熱伝達 9. 例 熱伝達の 自然と 技術. 10.熱量。 ...放射線による、この特徴 親切での顕現 自然と 技術勉強した 種族 熱伝達 比較解析. ...