Modalități de a schimba transferul de căldură în natură și tehnologie. Tipuri de transfer de căldură. Exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie. Întrebări de verificat
clasa a 8-a
Capitol: fenomene termice.
Generalizarea temei: „Tipuri de transfer de căldură. Exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie”
Teluri si obiective lecţie:
- În geologie, aceasta este mișcarea lentă a materialului sub scoarța terestră.
- Apa clocotita - caldura este transferata de la arzator in oala, incalzind apa de dedesubt.
- Radiator - Forțează aerul cald în partea de sus și atrage aer mai rece în partea de jos.
- Ceașcă de ceai fierbinte - Aburul arată căldură, este transferat în aer.
- Când se topește - căldura este transferată la gheață din aer.
- convecția mantalei.
- Din acest motiv, plăcile tectonice se mișcă treptat în jurul Pământului.
- Materialul fierbinte este adăugat la marginile de creștere ale plăcii și apoi răcit.
Generalizarea materialului pe tema: „Tipuri de transfer de căldură”.
Pentru a verifica abilitățile și abilitățile elevilor la sarcinile de testare pentru a rezolva probleme pe această temă.
Să învețe să vadă manifestările tiparelor studiate în viața înconjurătoare, să extindă înțelegerea de către elevi a imaginii fizice a lumii folosind exemplul transferului de căldură în natură și tehnologie, pentru a extinde orizonturile elevilor.
Exemple zilnice de convecție
Convecția are loc atunci când căldura este transferată printr-un gaz sau lichid de către un material mai fierbinte care se deplasează într-o zonă mai rece. În meteorologie, acesta este transferul de căldură și alte proprietăți atmosferice prin mișcarea maselor de aer, în special în direcția ascendentă. Această apă fierbinte se ridică apoi și apa mai rece se mișcă în jos pentru a o înlocui, provocând o mișcare circulară. Acest lucru determină topirea de la solid la lichid. Balon - Un încălzitor din interiorul balonului încălzește aerul și aerul se ridică. Acest lucru face ca balonul să se ridice deoarece aerul cald intră înăuntru. Când pilotul vrea să coboare, el eliberează o parte din aerul cald și aerul rece îl preia, determinând coborârea balonului. Substanța înghețată se dezgheță. Alimentele congelate se decongelează mai repede sub jet de apă rece dacă sunt puse în apă. Acțiunea apei curgătoare transferă rapid căldura alimentelor.
Convecția în meteorologie și geologie
Mantaua stâncoasă a Pământului se mișcă lent datorită curenților de convecție care transferă căldură din interiorul Pământului la suprafață. La marginile consumului, materialul devine dens, micșorându-se din cauza căldurii și scufundându-se în Pământ într-un șanț oceanic. Acest lucru determină formarea vulcanilor. Circulația oceanică - Apa caldă din jurul ecuatorului circulă spre poli, în timp ce apa mai rece de la poli se deplasează către ecuator. Efectul de stivă - Denumit și efectul coșului de fum, acesta este mișcarea aerului în și în afara clădirilor, coșurilor de fum sau a altor obiecte din cauza flotabilității. În acest caz, flotabilitatea se referă la diferitele densități ale aerului dintre aerul din interior și cel exterior. Forța de flotabilitate este crescută datorită înălțimii mai mari a structurii și diferenței mai mari dintre nivelul de căldură din interiorul și din exteriorul aerului. Convecția stelelor - o stea are o zonă de convecție în care energia este mișcată prin convecție. În afara miezului - zona de radiații în care se mișcă plasma. Curentul de convecție se formează atunci când plasma urcă și plasma răcită coboară. Convecția gravitațională. Acest lucru arată că sarea uscată difuzează în jos în solul umed deoarece apa dulce plutește în apa sărată. Convecție forțată - Aceasta folosește un ventilator, o pompă sau un dispozitiv de aspirație pentru a facilita convecția. Aer condiționatÎncălzire centralăTurbine de căldurăSchimbătoare de căldurăÎncălzire aerodinamică cu elice în lichid Radiator autovehicule cu lichid Circulație de evacuare la animalele cu sânge caldUnde de șoc provenite de la cuptorul cu convecție cu explozie.Pentru a preda gândirea independentă, capacitatea de a vorbi în fața unui public numeros.
Să dezvolte la elevi o activitate de învățare activă, capacitatea de a compara și analiza cunoștințele acumulate. Dezvoltarea abilităților de comunicare, vorbirea orală a elevilor; extinde curiozitatea elevilor.
6. Învață cum să folosești instrumentele de informare și să procesezi materialul extras.
Ce transportă energie?
Pentru a înțelege mai bine când și cum apar aprinderea și arderea ca urmare a unui incendiu forestier, trebuie să discutăm despre procesele fizice asociate cu acesta. Rețineți că transferul de căldură se referă la procesele fizice prin care energie termală se deplasează în și prin combustibilul nears.
Se referă la procesul fizic prin care energia termică se deplasează dintr-o zonă în alta. Metodele de transfer de căldură de mai sus ilustrează diferite căi transfer de căldură. Ramurile de deasupra focului primesc căldură prin convecție și radiație. Trunchiurile copacilor și tufișurile primesc căldură din radiația de la foc. Combustibilii de pe sol sunt preîncălziți prin conducție și radiații. Încălzirea combustibilului se poate produce simultan în toate aceste moduri, în funcție de locația sau încărcarea combustibilului.
Clasa este împărțită în grupuri. Fiecare grupă lucrează pe o anumită temă.Timpul de lucru este de 2 săptămâni. Există o selecție de materiale pentru realizarea unei prezentări, a unui proiect din diverse surse de informații (literatură suplimentară, resurse de pe Internet). Unii studenți, dacă doresc, lucrează individual.
Realizare prezentare, proiect. Consultatii.
Metode generale de transfer de căldură
Am subliniat importanța transferului de căldură radiantă în încălzirea combustibilului și propagarea incendiului. Câtă căldură va primi combustibilul înainte de incendiu? Ei bine, depinde de intensitatea focului și de distanță, dar cât? Prima metodă comună de transfer de căldură este conducția. Conducția este transferul de căldură de la o moleculă de materie la alta. Un exemplu în acest sens este un foc mocnit printr-o bucată solidă de combustibil. Deoarece lemnul este în general un slab conductor de căldură, conducția este cea mai puțin importantă dintre cele trei metode.
Protecția prealabilă a muncii.
Forme și metode de lucru:
conversație introductivă;
Studiu frontal;
Prezentare (proiect)
Control intermediar sub forma unui sondaj de testare;
Analiza si corectarea cunostintelor;
Ca material ilustrativ suplimentar, animația și modelele interactive „Transfer de căldură”, „Studiu conductivitate termică diferită materiale”, „Adiere de zi și de noapte”.
Este transferul de căldură ca rezultat al mișcării aerului. Este creșterea naturală a aerului cald deasupra unei surse de căldură care determină circulația automată în masa de aer. Exemple de convecție forțată sunt focul care se răspândește de la combustibilul de suprafață la combustibilul aerian și coloanele de fum care se ridică sus în atmosferă. Convecția implică, de asemenea, contactul direct cu flacăra, un proces puternic de transfer de căldură, în special într-un foc de cap.
Radiația este transferul de energie termică de către un fascicul care trece de la o sursă de căldură la un material absorbant. Exemple sunt căldura primită de la soare și preîncălzirea combustibilului înaintea unui front în flăcări. Radiația de la un cărbune aprins sau o flacără este foarte puternică. Acesta este motivul pentru care pompierii trebuie adesea să protejeze pielea expusă. Radiația este principala sursă de transfer de căldură în prop. Există exemple pentru cele trei metode de transfer de căldură, ca relație între aprindere, intensitatea focului și viteza de propagare?
Resurse si materiale:
Calculator.
Proiector multimedia.
Disc de animație.
Program: Microsoft Office PowerPoint 200 3.
PLANUL LECȚIEI:
Introducere.-1 min.
Atacul fizic -10 min.: repetarea materialului teoretic.
Generalizarea materialului acoperit -15 min. ( munca elevilor, animație).
Ei bine, ar trebui, deoarece comportamentul unui incendiu este o consecință și depinde de modul și cantitatea de transfer de energie termică în mediul incendiului. Există o a patra metodă de împrăștiere a focului care este de mare îngrijorare pentru pompieri. Acesta este un transfer de masă al pompierilor care poate apărea ca urmare a convecției, vântului sau gravitației. Micile jar de material care arde pot fi ridicate într-o coloană de convecție și transportate la o anumită distanță în fața focului. Vântul, pe lângă curenții puternici de convecție, poate transporta cărbuni sau frați de foc pe distanțe considerabile în aval de un incendiu.
Finalizarea unei sarcini de testare - 8 min. (2 variante).
Verificarea rezultatelor -4 min.
Rezumatul lecției. Reflecție -5 min.
Tema pentru acasă -2 min.
ÎN CURILE CURĂRILOR.
1. Introducere.
2. Atacul fizic – ( ).
3. Generalizarea temei „Tipuri de transfer de căldură”:
1) apărarea celui mai bun proiect sau prezentare student - ( ) -1 exemplu.
Vântul fără ridicare convectivă va duce la o detecție mai scurtă a armei de foc. Gravitația este, de asemenea, responsabilă pentru detectarea armelor de foc, dar întotdeauna la vale. Ca regulă generală, cu cât panta este mai abruptă, cu atât este mai mare problema cu punctele de materiale arse de diferite dimensiuni care se rostogolesc pe panta. În fiecare dintre aceste cazuri, avem de-a face cu noi aprinderi în afara perimetrului incendiului, și nu cu creșterea normală a incendiului.
Determinarea comportamentului potențial la foc
De ce unele incendii rămân mici, în timp ce altele cresc foarte repede? Ce se întâmplă când focul devine mare ca mărime și intensitate? Cum interacționează focul cu mediul? Să luăm mai întâi în considerare amploarea mediului de incendiu. Pentru un incendiu foarte mic, mediul de incendiu este limitat la câțiva metri orizontal și vertical. Pe măsură ce focul crește în dimensiune, se modifică și gradul de expunere la mediu. Într-un incendiu mare, mediul de incendiu se poate extinde pe mai multe mile orizontal și mii de picioare pe verticală.
2) afișare de animație și modele interactive „Transfer de căldură”, „Studiul diferitelor conductivitati termice a materialelor”, „Bezele de zi și de noapte”.
4. Executarea itemii de testare . Se folosește versiunea pentru computer - teste – ( ).
5. Teste de verificare(se efectuează un autotest sau poți face un test schimbând munca cu un vecin).
Incendiile uriașe de mare intensitate, mari sau mici, tind să aibă un efect semnificativ asupra atmosferei pe verticală. Acest lucru este dovedit de coloanele lor de convecție. În general, trei factori determină gradul de dezvoltare verticală a unei coloane de convecție sau de fum a unui incendiu: energia termică eliberată de incendiu, instabilitatea atmosferei inferioare și vântul ascendent.
Un incendiu de mare intensitate va crea schimbări mult mai puternice care vor ajuta la construirea coloanelor de convecție la multe mii de picioare în atmosferă. Aceasta se numește uneori foc 3D. Incendiile de intensitate scăzută vor crea creșteri slabe la marginea focului, care vor alimenta fum slab, slab sau o coloană de convecție deasupra focului. Acesta este ceea ce numim uneori foc bidimensional.
Oferind o verificare rapidă și, cel mai important, fiecare elev are posibilitatea de a afla imediat rezultatul muncii sale și la ce întrebări trebuie să le acorde atenție.
Rezumatul lecției. Reflecţie.
Ei bine, lecția noastră se apropie de sfârșit. În atmosfera și mediul în care am lucrat astăzi, fiecare dintre voi s-a simțit diferit. Și acum aș dori să evaluați care parte a lecției a fost cea mai interesantă (declarațiile elevilor).
Aceste imagini ilustrează medii de incendiu deschise și închise. În stânga vedem foc ardend la toate nivelurile de vegetație și expus diverselor vânturi și altor elemente ale vremii. Acesta va fi ușor afectat de orice modificări atmosferice, iar comportamentul incendiului se poate schimba dramatic ca urmare a schimbărilor vântului etc. in dreapta, un foc arde sub baldachinul padurii. Acesta este oarecum similar cu un incendiu structural care arde în interiorul unei clădiri. Condițiile din exteriorul clădirii au un efect relativ redus asupra incendiului din interior. Astfel de incendii rămân de obicei scăzute ca intensitate.
Ghicitorile pot fi rezolvate pentru totdeauna.
Universul este, la urma urmei, infinit.
Vă mulțumesc tuturor pentru lecție
Și cel mai important, că era pentru viitor!
Mi-a plăcut foarte mult să lucrez cu tine. Și acum să rezumăm munca ta în lecția de astăzi (notare).
7. Tema pentru acasă:§1, p.178. Puteți înfățișa pe hârtie fenomenele fizice observate și discutate în lecție în imagini amuzante, benzi desenate
Cu toate acestea, odată ce un incendiu izbucnește dintr-o clădire sau iese prin pădure, intensitatea și răspândirea incendiului pot crește dramatic pe măsură ce condițiile atmosferice exterioare influențează incendiul. Amintiți-vă că orice incendiu de pădure este o sursă de căldură care poate și va interacționa cu mediul său natural. Mărimea acestei sfere de influență va depinde de mărimea și intensitatea sau producția de energie termică din foc. Locația fizică a incendiului și efectul de adăpost față de peisajul și vegetația din jur este adesea un factor care contribuie la comportamentul potențial al incendiului.
Bibliografie:
Proyanenkova L.A., Stefanova G.P., Krutova I.A. Lecții de fizică pe tema „Fenomene termice”. Astrahan, 2003.
PE MINE. Tulcinski. Întrebări și probleme calitative în fizică.
Manual de fizică 8 celule. Peryshkin A.V.
V.N. Lange. Sarcini experimentale în fizică pentru ingeniozitate.
A.V. Usova. Metode de predare a fizicii în clasele 7-8.
Să comparăm din nou incendiile de intensitate scăzută cu incendiile de intensitate mare. Putem generaliza spunând că când intensitate scăzută mediul de incendiu controlează practic focul. Sfera de influență este foarte mică, iar incendiul provoacă doar o mică modificare a elementelor meteorologice din imediata vecinătate a incendiului. Pe de altă parte, incendiile de mare intensitate pot controla în mare măsură mediu inconjurator. Sfera de influență devine mult mai mare, iar incendiile de mare intensitate pot schimba semnificativ elementele meteorologice din apropierea și din apropierea incendiului.
A.E. Maron, E.F. Maron. Material didactic în fizică. clasa a 8-a.
Ivanov Vitaly 8 "z"
Prezentare pentru rezumatul elevului de clasa a VIII-a, Vitaliy Ivanov. Prezentarea a analizat clar problemele transferului de căldură în natură și tehnologie.
Descarca:
Previzualizare:
Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați-vă un cont ( cont) Google și conectați-vă: https://accounts.google.com
- Mediul controlează incendiul.
- Sfera de influență este foarte mică.
- Modificari minore ale elementelor meteorologice din imediata vecinatate a incendiului.
- Focul poate controla mediul.
- Sfera de influență devine din ce în ce mai mare.
- Poate schimba semnificativ elementele vremii din apropierea sau din apropierea focului.
Subtitrările slide-urilor:
„Exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie” Completat de Ivanov Vitaly 8 „z”
Introducere
Concepte de bază Procesul de schimbare a energiei interne fără a lucra asupra corpului sau asupra corpului însuși se numește transfer de căldură. Transferul de energie din părțile mai încălzite ale corpului către părțile mai puțin încălzite ca urmare a mișcării termice și a interacțiunii particulelor se numește conductivitate termică. În convecție, energia este transferată chiar de jeturile de gaz sau lichid. Radiația este procesul de transfer de căldură prin radiație. Transferul de energie prin radiație diferă de alte tipuri de transfer de căldură prin faptul că poate fi realizat într-un vid complet.
Noțiuni de bază
Exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie
Vânturile Toate vânturile din atmosferă sunt curenți de convecție la scară mare.
Winds Convection explică, de exemplu, vânturile și brizele care apar pe țărmurile mărilor. În zilele de vară, pământul se încălzește de către soare mai repede decât apa, astfel că aerul de deasupra pământului se încălzește mai mult decât peste apă, densitatea lui scade și presiunea devine mai mică decât presiunea aerului mai rece deasupra mării. Drept urmare, ca și în cazul vaselor comunicante, aerul rece se deplasează în aval de la mare până la țărm - vântul bate. Aceasta este briza zilei. Noaptea, apa se răcește mai încet decât pământul, iar deasupra pământului aerul devine mai rece decât peste apă. Se formează o adiere de noapte - mișcarea aerului rece de la uscat la mare.
Proiect Știm că arderea combustibilului este imposibilă fără alimentare cu aer proaspăt.
Tiraj Dacă aerul nu intră în cuptor, cuptor sau conductă samovar, arderea combustibilului se va opri. De obicei, utilizați un aflux natural de aer - curent. Pentru a crea tracțiune deasupra cuptorului, de exemplu, în centralele de cazane ale fabricilor, fabricilor, centralelor electrice, este instalată o conductă. Când combustibilul arde, aerul din el se încălzește. Aceasta înseamnă că presiunea aerului din cuptor și din conductă devine mai mică decât presiunea aerului exterior. Datorită diferenței de presiune, aerul rece intră în cuptor și aerul cald se ridică - se formează curent.
Tiraj Cu cât conducta construită deasupra cuptorului este mai mare, cu atât diferența de presiune dintre aerul exterior și aerul din conductă este mai mare. Prin urmare, forța crește odată cu creșterea înălțimii țevii.
Încălzirea și răcirea spațiilor rezidențiale Locuitorii țărilor situate în zonele temperate și reci ale Pământului sunt nevoiți să-și încălzească locuințele.
Încălzirea și răcirea spațiilor rezidențiale În țările situate în zone tropicale și subtropicale, temperatura aerului chiar și în ianuarie atinge + 20 și + 30 C. Aici sunt utilizate dispozitive care răcesc aerul din incintă. Atât încălzirea, cât și răcirea aerului interior se bazează pe convecție.
Încălzirea și răcirea spațiilor rezidențiale Este recomandabil să amplasați dispozitivele de răcire în partea de sus, mai aproape de tavan, astfel încât convecție naturală. La urma urmei, aerul rece are o densitate mai mare decât aerul cald și, prin urmare, se va scufunda.
Încălzirea și răcirea spațiilor rezidențiale Dispozitivele de încălzire sunt situate în partea de jos. Multe case mari moderne sunt dotate cu incalzire cu apa. Circulația apei în ea și încălzirea aerului din cameră au loc datorită convecției.
Încălzirea și răcirea spațiilor rezidențiale Dacă instalația de încălzire este situată în clădirea însăși, atunci este instalat un cazan în subsol, în care apa este încălzită. Apa caldă se ridică printr-o conductă verticală de la cazan într-un rezervor, care este de obicei plasat în podul casei. Din rezervor se realizează un sistem de conducte de distribuție, prin care apa trece la caloriferele instalate pe toate etajele, le dă căldura și revine în cazan, unde este încălzită din nou. Deci există o circulație naturală a apei - convecție.
Încălzirea și răcirea rezidențiale Clădirile mai mari folosesc instalații mai complexe. Apa fierbinte este alimentat la mai multe clădiri simultan de la un cazan instalat într-o încăpere specială. Apa este introdusă în clădirile cu ajutorul pompelor, adică creează convecție artificială.
Transferul de căldură și flora Temperatura stratului inferior de aer și a stratului superficial al solului are mare importanță pentru dezvoltarea plantelor.
Transferul de căldură și flora În stratul de aer adiacent Pământului și stratul superior al solului au loc schimbări de temperatură. În timpul zilei, solul absoarbe energie și se încălzește; noaptea, dimpotrivă, se răcește. Încălzirea și răcirea acestuia este influențată de prezența vegetației. Astfel, solul întunecat, arat este mai puternic încălzit de radiații, dar se răcește mai repede decât solul acoperit cu vegetație.
Transferul de căldură și floră Schimbul de căldură dintre sol și aer este, de asemenea, influențat de vreme. În nopțile senine, fără nori, solul se răcește puternic - radiația din sol scapă liber în spațiu. În astfel de nopți de primăvară devreme, sunt posibile înghețuri la sol. Dacă vremea este tulbure, atunci norii acoperă Pământul și joacă rolul unui fel de ecrane care protejează solul de pierderea de energie prin radiații.
Transferul de căldură și flora Unul dintre mijloacele de creștere a temperaturii suprafeței solului și a aerului din sol sunt serele, care permit o mai bună utilizare a radiației solare. Zona de sol este acoperită cu rame de sticlă sau folii transparente.
Transferul de căldură și flora Sticla transmite bine radiația solară vizibilă, care, căzând pe solul întunecat, o încălzește, dar transmite mai rău radiații invizibile emise de suprafața caldă a pământului. În plus, sticla (sau filmul) împiedică mișcarea aerului cald în sus, adică implementarea convecției. În acest fel, sticla de seră acționează ca o „capcană” pentru energie. În interiorul sere, temperatura este mai mare decât pe terenul neprotejat, cu aproximativ 10 °C.
Thermos Transferul de căldură de la un corp mai fierbinte la unul mai rece duce la egalizarea temperaturilor acestora.
Termos Prin urmare, dacă aduceți, de exemplu, un fierbător fierbinte în cameră, acesta se va răci. O parte din energia sa internă va trece către corpurile din jur. Pentru a preveni răcirea sau încălzirea corpului, transferul de căldură trebuie redus. În același timp, ei se străduiesc să se asigure că energia nu este transferată de niciunul dintre cele trei tipuri de transfer de căldură: convecție, conducție de căldură și radiație.
Thermos Este alcătuit dintr-un vas de sticlă cu pereți dubli. Suprafața interioară a pereților este acoperită cu un strat de metal strălucitor, iar aerul este pompat din spațiul dintre pereții vasului. Spațiul fără aer dintre pereți nu conduce căldura, stratul strălucitor, datorită reflexiei, împiedică transferul de energie prin radiație. Pentru a proteja sticla de deteriorare, termosul este plasat într-o carcasă din carton sau metal. Vasul este sigilat cu un dop, iar un capac este înșurubat deasupra carcasei.
Vă mulțumim pentru atenție!