Care substanțe au conductivitate termică slabă. II concurs internațional de cercetare și lucrări de creație ale studenților „start in science

1

1 Morozovsk, Filiala Internatului Universitar de Cadeți Cazaci Universitate de stat tehnologii și management numit după K.G. Razumovsky (în primul rând Universitatea Cazaci)", pluton 8/1

Mosina O.V. (Morozovsk, Filiala universitară a Corpului Cadeților Cazaci-Încărcare FSBEI HE „Universitatea de Stat de Tehnologie și Management din Moscova numită după K.G. Razumovsky (Prima Universitate Cazaci)”)

Peryshkin A.V. Fizica clasa a 8-a. – M.: Butarda, 2012.

Bludov M.I. Convorbiri despre fizică partea 1. - M .: Educație, 1984.

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

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

Proiectul este conceput în conformitate cu standardul de mediu educatie generalaîn fizică. La redactarea acestui proiect s-a luat în considerare studiul fenomenelor termice, aplicarea lor în viața de zi cu zi și tehnologia. Pe lângă materialul teoretic, se acordă multă atenție lucrărilor de cercetare - acestea sunt experimente care răspund la întrebările „În ce moduri poate fi schimbată energia internă a corpului”, „Este conductivitatea termică aceeași diverse substanțe”, „De ce se ridică jeturile de aer cald sau lichid în sus”, „De ce corpurile cu o suprafață întunecată se încălzesc mai mult”; căutare și prelucrare de informații, fotografii.

Timp de lucru la proiect: 1 - 1,5 luni.

Obiectivele proiectului:

  • implementarea practică a cunoștințelor școlarilor despre fenomenele termice;
  • formarea competențelor activității independente de cercetare;
  • dezvoltarea intereselor cognitive;
  • dezvoltarea gândirii logice și tehnice;
  • dezvoltarea abilităților pentru dobândirea independentă de noi cunoștințe în fizică în conformitate cu nevoile și interesele vitale;

Parte principală

Partea teoretică

În viață, întâmpinăm fenomene termice în fiecare zi. Cu toate acestea, nu credem întotdeauna că aceste fenomene pot fi explicate dacă cunoașteți bine fizica. În lecțiile de fizică, ne-am familiarizat cu modalități de a schimba energia internă: transferul de căldură și lucrul asupra corpului sau a corpului însuși.

Când două corpuri cu temperaturi diferite intră în contact, energia este transferată de la un corp cu mai mult temperatura ridicata la un corp cu o temperatură mai scăzută. Acest proces va continua până când temperaturile corpurilor sunt egale (se atinge echilibrul termic). În acest caz, nu se efectuează lucrări mecanice. Procesul de schimbare a energiei interne fără a lucra asupra corpului sau asupra corpului însuși se numește transfer de căldură sau transfer de căldură. În transferul de căldură, energia este întotdeauna transferată de la un corp mai fierbinte la unul mai rece. Procesul invers nu are loc niciodată spontan (de unul singur); schimbul de căldură este ireversibil. Transferul de căldură determină sau însoțește multe procese din natură: evoluția stelelor și planetelor, procesele meteorologice de pe suprafața Pământului etc. Tipuri de transfer de căldură: conductivitate termică, convecție, radiație.

Conductivitatea termică este fenomenul de transfer de energie din părțile mai încălzite ale corpului către cele mai puțin încălzite, ca urmare a mișcării termice și a interacțiunii particulelor care alcătuiesc corpul.

Metalele au cea mai mare conductivitate termică - au de sute de ori mai mult decât apa. Excepțiile sunt mercurul și plumbul, dar și aici conductivitatea termică este de zece ori mai mare decât cea a apei.

Când coborâți un ac metalic într-un pahar cu apă fierbinte, foarte curând capătul acului a devenit și el fierbinte. În consecință, energia internă, ca orice fel de energie, poate fi transferată de la un corp la altul. Energia internă poate fi, de asemenea, transferată dintr-o parte a corpului în alta. Deci, de exemplu, dacă un capăt al unui cui este încălzit într-o flacără, atunci celălalt capăt al său, care este în mână, se va încălzi treptat și va arde mâna.

Partea practică

Să studiem acest fenomen făcând o serie de experimente cu solide, lichide și gaze.

Am luat diverse articole: o lingură de aluminiu, o altă lingură de lemn, o a treia lingură de plastic, o a patra lingură de oțel inoxidabil și o a cincea lingură de argint. Pe fiecare lingură am atașat agrafe cu picături de miere. Au pus linguri într-un pahar cu apă fierbinte, astfel încât mânerele cu agrafe să iasă din el în direcții diferite. Lingurile se vor încălzi, iar pe măsură ce se încălzesc, mierea se va topi și agrafele vor cădea.

Desigur, lingurile ar trebui să aibă aceeași formă și dimensiune. Acolo unde încălzirea are loc mai rapid, acel metal conduce mai bine căldura, este mai conductiv termic. Pentru acest experiment, am luat un pahar cu apă clocotită și patru tipuri de linguri: aluminiu, argint, plastic și inox. Le-am coborât unul câte unul într-un pahar și am cronometrat timpul: în câte minute se va încălzi. asta am facut:

Concluzie: lingurile din lemn și plastic durează mai mult să se încălzească decât lingurile din metal, ceea ce înseamnă că metalele au o conductivitate termică bună.

Să aducem capătul unui băț de lemn în foc. Se va aprinde. Celălalt capăt al bastonului, care este afară, va fi rece. Aceasta înseamnă că arborele are o conductivitate termică slabă.

Aducem capătul unei baghete subțiri de sticlă la flacăra unei lămpi cu alcool. După un timp, se va încălzi, în timp ce celălalt capăt va rămâne rece. Prin urmare, sticla are și conductivitate termică slabă.

Dacă încălzim capătul unei tije metalice într-o flacără, atunci foarte curând întreaga tijă va deveni foarte fierbinte. Nu o mai putem ține în mâini.

Aceasta înseamnă că metalele conduc bine căldura, adică au o conductivitate termică ridicată. O tijă este fixată orizontal pe un trepied. Pe tijă, la intervale regulate, știfturile metalice sunt fixate vertical cu ceară.

O lumânare este adusă la marginea tijei. Deoarece marginea tijei se încălzește, tija se încălzește treptat. Când căldura ajunge la punctul în care știfturile sunt atașate de tulpină, stearina se topește și știftul cade. Vedem că în acest experiment nu există transfer de materie, respectiv se observă conductivitatea termică.

Diferite metale au o conductivitate termică diferită. În sala de fizică există un dispozitiv cu care ne putem asigura că diferite metale au conductivitate termică diferită. Cu toate acestea, acasă, am putut verifica acest lucru cu ajutorul unui dispozitiv de casă.

Un instrument pentru afișarea diferitelor conductivitati termice ale solidelor.

Am realizat un dispozitiv pentru afișarea diferitelor conductivitati termice a solidelor. Pentru aceasta, am folosit un borcan gol din folie de aluminiu, două inele de cauciuc (de casă), trei bucăți de sârmă din aluminiu, cupru și fier, o țiglă, apă fierbinte, 3 figurine de omuleți cu brațele ridicate, decupate din hârtie. .

Ordinea de fabricație a dispozitivului:

1. îndoiți firul sub forma literei „G”;

2. intariti-le din exteriorul borcanului cu inele de cauciuc;

3. atârnă bărbați de hârtie de părțile orizontale ale segmentelor de sârmă (folosind parafină topită sau plastilină).

Verificarea funcționării dispozitivului. Se toarnă într-un borcan apa fierbinte(dacă este necesar, încălziți un borcan cu apă pe o sobă electrică) și observați ce cifră va cădea prima, a doua, a treia.

Rezultate. Prima figură care cădea este fixată pe un fir de cupru, a doua - pe aluminiu, a treia - pe oțel.

Concluzie. Diferit solide au o conductivitate termică diferită.

Conductivitatea termică a diferitelor substanțe este diferită.

Luați în considerare acum conductivitatea termică a lichidelor. Luați o eprubetă cu apă și începeți să-i încălziți partea superioară. Apa de la suprafață va fierbe în curând, iar la fundul tubului în acest timp se va încălzi doar. Aceasta înseamnă că lichidele au conductivitate termică scăzută.

Investigăm conductivitatea termică a gazelor. Punem o eprubetă uscată pe deget și o încălzim cu capul în jos în flacăra unei lămpi cu alcool. Degetul nu se va simți cald pentru o lungă perioadă de timp. Acest lucru se datorează faptului că distanța dintre moleculele de gaz este chiar mai mare decât cea a lichidelor și a solidelor. Prin urmare, conductivitatea termică a gazelor este și mai mică.

Lâna, părul, pene de pasăre, hârtia, zăpada și altele au o conductivitate termică slabă. corpuri poroase.

Acest lucru se datorează faptului că aerul este conținut între fibrele acestor substanțe. Aerul este un slab conductor de căldură.

Deci iarba verde este păstrată sub zăpadă, culturile de iarnă sunt protejate de îngheț.

Pufă o minge mică de vată și o înfășura în jurul unei mingi termometru.

Acum a ținut termometrul ceva timp la o anumită distanță de flacără și a observat cum crește temperatura. Apoi aceeași minge de bumbac s-a stors și s-a înfășurat strâns în jurul becului termometrului și a adus-o din nou la lampă. În al doilea caz, mercurul va crește mult mai repede.

Aceasta înseamnă că vata comprimată conduce căldura mult mai bine!

Dacă este nevoie de a proteja corpul de răcire sau încălzire, atunci se folosesc substanțe cu conductivitate termică scăzută. Deci, pentru oale, tigăi, mânerele sunt din plastic sau lemn.

Casele sunt construite din bușteni sau cărămizi, care au o conductivitate termică slabă, ceea ce înseamnă că sunt protejate de răcire.

Vidul (spațiul eliberat de aer) are cea mai scăzută conductivitate termică. Acest lucru se explică prin faptul că conductivitatea termică este transferul de energie dintr-o parte a corpului în alta, care are loc în timpul interacțiunii moleculelor sau a altor particule. Într-un spațiu în care nu există particule, conducerea căldurii nu poate avea loc.

Concluzie

Diferitele substanțe au o conductivitate termică diferită.

Solidele (metale) au conductivitate termică ridicată, lichidele au conductivitate termică mai mică, iar gazele au conductivitate termică slabă.

Putem folosi conductivitatea termică a diferitelor substanțe în viața de zi cu zi, tehnologie și natură.

Fenomenul de conductivitate termică este inerent tuturor substanțelor, indiferent de starea de agregare în care se află.

Acum, fără dificultate, pot răspunde și explica din punct de vedere fizic la întrebările:

1. De ce păsările își pufesc penele pe vreme rece?

(Există aer între pene, iar aerul este un slab conductor de căldură.)

2. De ce hainele de lână țin frigul mai bine decât cele sintetice?

(Există aer între fire de păr, care nu conduce bine căldura).

3. De ce dorm pisicile încovoiate într-o minge când vremea este rece iarna? (Ondulate într-o minge, reduc suprafața care degajă căldură).

4. De ce mânerele fiarelor de lipit, fiarelor, tigăilor, oalelor sunt din lemn sau plastic? (Lemnul și plasticul au o conductivitate termică slabă, așa că atunci când încălzim obiecte metalice, ținerea unui mâner din lemn sau plastic nu ne va arde mâinile).

5. De ce tufișurile de plante iubitoare de căldură și tufele sunt acoperite cu rumeguș pentru iarnă?

(Rumegul este un slab conductor de căldură. Prin urmare, plantele sunt acoperite cu rumeguș pentru a nu îngheța).

6. Ce cizme protejează mai bine împotriva înghețului: strâmte sau spațioase?

(Spațios, deoarece aerul nu conduce bine căldura, este un alt strat din portbagaj care reține căldura).

Link bibliografic

Belyaevsky I.A. CERCETAREA CONDUCTIVITĂȚII TERMICE A DIVERSELOR SUBSTANȚE // Buletinul științific al școlii internaționale. - 2017. - Nr. 1. - P. 72-76;
URL: https://school-herald.ru/ru/article/view?id=143 (data accesului: 07.11.2017).

Transferul de căldură este una dintre modalitățile de a schimba energia internă a unui corp (sau a unui sistem de corpuri), în timp ce energia internă a unui corp este transferată în energia internă a altui corp fără a efectua un lucru mecanic.

Există 3 tipuri de transfer de căldură:

Schimbul de căldură între două medii are loc printr-un perete solid care le separă sau prin interfața dintre ele.
Căldura se poate transfera doar de la un corp cu o temperatură mai mare la un corp cu o temperatură mai scăzută.

Schimbul de căldură are loc întotdeauna în așa fel încât o scădere a energiei interne a unor corpuri este întotdeauna însoțită de aceeași creștere a energiei interne a altor corpuri care participă la schimbul de căldură.
Acesta este un caz special al legii conservării energiei.

INTERESANT

Potârnichile, rațele și alte păsări nu îngheață iarna, deoarece temperatura labelor lor poate diferi de temperatura corpului cu mai mult de 30 de grade. Temperatura scăzută a labelor reduce foarte mult transferul de căldură. Acestea sunt forţelor defensive organism!

Conductivitatea termică este transferul de energie din părțile mai încălzite ale corpului către cele mai puțin încălzite datorită mișcării termice și interacțiunii microparticulelor (atomi, molecule, ioni etc.), ceea ce duce la egalizarea temperaturii corpului.
Nu este însoțit de transfer de substanță!

Acest tip de transfer de energie internă este caracteristic atât solidelor, cât și lichidelor și gazelor.
Conductivitatea termică a diferitelor substanțe este diferită.
Metalele au cea mai mare conductivitate termică,

iar diferitele metale au conductivitate termică diferită.

Lichidele au o conductivitate termică mai mică decât solidele, iar gazele mai puțin decât lichidele.

Când încălziți capătul superior al unei eprubete închise cu un deget cu aer în interior, nu vă puteți teme să vă ardeți degetul, deoarece. conductivitatea termică a gazelor este foarte scăzută.
Este interesant că ar fi posibil să-ți aduci mâna aproape de flacără, de exemplu, a unui arzător cu gaz (temperatură mai mare de 1000 de grade) și să nu o arzi dacă ...

Ce-ar fi dacă?

Gazul este în general un foarte slab conductor de căldură, așa că ar fi suficient doar un mic strat de aer între mână și flacără. Dar!
Dar există un astfel de fenomen precum convecția în gaze, prin urmare, lângă flacără, mâna arde puternic.

Uită-te la raftul de cărți

Știi că...

Mari dificultăți pentru constructorii de clădiri sunt livrate de tasarea fundației, mai ales în regiunile cu permafrost. Casele crapă adesea din cauza dezghețului solului de sub ele. Fundația transferă o anumită cantitate de căldură în sol. Prin urmare, clădirile au început să fie construite pe piloți. În acest caz, căldura este transferată numai prin conductivitate termică de la fundație la grămadă și mai departe de la grămadă la sol.Din ce ar trebui să fie piloți? Se pare că grămezile din material solid durabil trebuie umplute cu kerosen în interior. Vara, grămada conduce prost căldura de sus în jos, deoarece. lichidul are conductivitate termică scăzută. În timpul iernii, datorită convecției lichidului în interiorul grămezii, dimpotrivă, va contribui la răcirea suplimentară a solului.
Acesta nu este un basm, nu este o fantezie!
Un astfel de proiect este cu adevărat conceput și testat!

Oamenii de știință italieni au inventat o cămașă care vă permite să mențineți o temperatură constantă a corpului. Oamenii de știință promit că nu va fi cald vara și frig iarna, deoarece este realizat din materiale speciale. Materiale similare sunt deja folosite în zborurile spațiale.

În vechile mitraliere „Maxim”, apa de încălzire a protejat arma de topire.

În bucătărie, când ridici vase umplute cu lichid fierbinte, pentru a nu te arde, poți folosi doar o cârpă uscată. Conductivitatea termică a aerului este mult mai mică decât cea a apei! Și structura țesăturii este foarte liberă, iar toate golurile dintre fibre sunt umplute cu aer într-o cârpă uscată și apă într-una umedă. Uite, nu te arde!

Foc în sită

Fenomenul descris mai jos demonstrează proprietatea metalelor de a conduce bine căldura.
Dacă faceți o plasă de sârmă, oferind o conexiune metalică bună în locurile în care se încrucișează firul și o plasați deasupra unui arzător cu gaz, atunci puteți aprinde gazul deasupra ochiului atunci când supapa este pornită, în timp ce nu va arde sub plasă. Și dacă aprindeți gazul de sub rețea, atunci focul „nu se va scurge” prin rețea!

În acele vremuri, când nu existau becuri electrice pentru mineri, se foloseau lampa Davy.
Era o lumânare „plantată” într-o cușcă de metal. Și chiar dacă axul a fost umplut cu gaze inflamabile, lampa Davy era sigură și nu a provocat o explozie - flacăra nu a depășit lampa, datorită plasei metalice.

Conductivitatea termică este un tip de transfer de căldură în care există un transfer direct de energie de la particulele (molecule, atomi) dintr-o parte mai încălzită a corpului la particulele din partea sa mai puțin încălzită.

Luați în considerare o serie de experimente cu încălzirea unui solid, lichid și gaz.

Fixăm un fir gros de cupru într-un trepied și atașăm câteva garoafe de sârmă cu ceară sau plastilină. Când capătul liber al sârmei este încălzit în flacăra unei lămpi cu alcool, ceara se topește, iar cuișoarele cad treptat de pe sârmă. Și mai întâi cad cele care sunt mai aproape de flacără, apoi toate celelalte la rândul lor. Acest lucru este explicat după cum urmează. În primul rând, viteza de mișcare a acelor particule de metal care sunt mai aproape de flacără crește. Temperatura firului în acest loc crește. Când aceste particule interacționează cu cele învecinate, viteza acestora din urmă crește și ea, ca urmare a creșterii temperaturii următoarei părți a firului. Apoi viteza de mișcare a următoarelor particule crește și așa mai departe, până când întregul fir se încălzește.

Trebuie amintit că în timpul conducerii căldurii, substanța în sine nu se mișcă de-a lungul corpului, ci doar energia este transferată.

Luați în considerare acum conductivitatea termică a lichidelor. Luați o eprubetă cu apă. Punem o bucată de gheață în ea și începem să încălzim partea superioară a eprubetei. Apa de suprafață va fierbe în curând. Gheața de pe fundul eprubetei se va topi cu greu în acest timp. Aceasta înseamnă că lichidele au conductivitate termică scăzută, cu excepția mercurului și a metalelor lichide.

Acest lucru se datorează faptului că în lichide moleculele sunt situate la distanțe mai mari unele de altele decât în ​​lichide. solide.

Investigăm conductivitatea termică a gazelor. Punem o eprubetă uscată pe un deget și încălzim fundul în flacăra unei lămpi cu alcool. Degetul nu se simte cald mult timp.

Acest lucru se datorează faptului că distanța dintre moleculele de gaz este chiar mai mare decât cea a lichidelor și a solidelor. Prin urmare, conductivitatea termică a gazelor este și mai mică.

Deci, conductivitatea termică a diferitelor substanțe este diferită.

Metalele, în special argintul și cuprul, au cea mai mare conductivitate termică. Dacă se compară conductivitatea termică a diferitelor substanțe cu conductivitatea termică a cuprului, se dovedește că pentru fier este de aproximativ 5 ori mai mică, pentru apă - de 658 de ori, pentru cărămidă poroasă - de 848 de ori, pentru zăpada proaspăt căzută - de aproape 4000 de ori , pentru vată , rumeguș și vată de oaie - de aproape 10.000 de ori, iar pentru aer este de aproximativ 20.000 de ori mai puțin. Părul, penele, hârtia, pluta și alte corpuri poroase au, de asemenea, o conductivitate termică slabă. Acest lucru se datorează faptului că aerul este conținut între fibrele acestor substanțe. Vidul (spațiul eliberat de aer) are cea mai scăzută conductivitate termică. Acest lucru se explică prin faptul că conductivitatea termică este transferul de energie dintr-o parte a corpului în alta, care are loc în timpul interacțiunii dintre molecule sau alte particule. Într-un spațiu în care nu există particule, conducerea căldurii nu poate avea loc.

Dacă este nevoie de a proteja corpul de răcire sau încălzire, atunci se folosesc substanțe cu conductivitate termică scăzută. Așadar, mânerele pentru oale și tigăi sunt din plastic. Casele sunt construite din bușteni sau cărămizi, care au o conductivitate termică slabă, ceea ce înseamnă că protejează spațiile de răcire. Utilizarea vidului ca „material” termoizolant este baza pentru dispozitivul unui termos sau vas Dewar, care a fost inventat în 1892 de omul de știință englez James Dewar.

1. Introducere.

Proiectul a fost dezvoltat în conformitate cu standardul învățământului secundar general în fizică. La redactarea acestui proiect s-a luat în considerare studiul fenomenelor termice, aplicarea lor în viața de zi cu zi și tehnologia. Pe lângă materialul teoretic, se acordă multă atenție lucrărilor de cercetare - acestea sunt experimente care răspund la întrebările „În ce moduri poate fi schimbată energia internă a unui corp”, „Este la fel conductivitatea termică a diferitelor substanțe”, „De ce jeturi de aer cald sau lichid se ridică în sus”, „De ce corpurile cu întuneric suprafața se încălzește mai mult”; căutarea și prelucrarea informațiilor, fotografii Timp de lucru la proiect: 1 - 1,5 luni Obiectivele proiectului: * implementarea practică a cunoștințelor școlarilor despre fenomenele termice; * formarea deprinderilor pentru cercetare independentă; * dezvoltarea intereselor cognitive; * dezvoltarea gândire logică și tehnică * dezvoltarea abilităților de dobândire independentă de noi cunoștințe în fizică în conformitate cu nevoile și interesele vitale;

2. Partea principală.

2.1. Partea teoretică

În viață, întâmpinăm fenomene termice în fiecare zi. Cu toate acestea, nu credem întotdeauna că aceste fenomene pot fi explicate dacă cunoașteți bine fizica. În lecțiile de fizică, ne-am familiarizat cu modalități de a schimba energia internă: transferul de căldură și lucrul asupra corpului sau a corpului însuși. Când două corpuri cu temperaturi diferite intră în contact, energia este transferată de la un corp cu o temperatură mai mare către un corp cu o temperatură mai scăzută. Acest proces va continua până când temperaturile corpurilor sunt egale (se atinge echilibrul termic). În acest caz, nu se efectuează lucrări mecanice. Procesul de schimbare a energiei interne fără a lucra asupra corpului sau asupra corpului însuși se numește transfer de căldură sau transfer de căldură. În transferul de căldură, energia este întotdeauna transferată de la un corp mai fierbinte la unul mai rece. Procesul invers nu are loc niciodată spontan (de la sine), adică transferul de căldură este ireversibil. Transferul de căldură determină sau însoțește multe procese din natură: evoluția stelelor și planetelor, procesele meteorologice de pe suprafața Pământului etc. Tipuri de transfer de căldură: conductivitate termică, convecție, radiație.

conductivitate termică numit fenomen de transfer de energie de la părțile mai încălzite ale corpului la mai puțin încălzite ca urmare a mișcării termice și a interacțiunii particulelor care alcătuiesc corpul.

Metalele au cea mai mare conductivitate termică - au de sute de ori mai mult decât apa. Excepțiile sunt mercurul și plumbul, dar și aici conductivitatea termică este de zece ori mai mare decât cea a apei.

Când coborâți un ac metalic într-un pahar cu apă fierbinte, foarte curând capătul acului a devenit și el fierbinte. În consecință, energia internă, ca orice fel de energie, poate fi transferată de la un corp la altul. Energia internă poate fi, de asemenea, transferată dintr-o parte a corpului în alta. Deci, de exemplu, dacă un capăt al unui cui este încălzit într-o flacără, atunci celălalt capăt al său, care este în mână, se va încălzi treptat și va arde mâna.

2.2. Partea practică.

Să studiem acest fenomen făcând o serie de experimente cu solide, lichide și gaze.

Experiența #1

Au luat diverse obiecte: o lingură de aluminiu, alta de lemn, a treia din plastic, a patra din oțel inoxidabil, iar a cincea a fost de argint. Pe fiecare lingură am atașat agrafe cu picături de miere. Au pus linguri într-un pahar cu apă fierbinte, astfel încât mânerele cu agrafe să iasă din el în direcții diferite. Lingurile se vor încălzi, iar pe măsură ce se încălzesc, mierea se va topi și agrafele vor cădea.

Desigur, lingurile ar trebui să aibă aceeași formă și dimensiune. Acolo unde încălzirea are loc mai rapid, acel metal conduce mai bine căldura, este mai conductiv termic. Pentru acest experiment, am luat un pahar cu apă clocotită și patru tipuri de linguri: aluminiu, argint, plastic și inox. Le-am coborât unul câte unul într-un pahar și am cronometrat timpul: în câte minute se va încălzi. asta am facut:

Concluzie: lingurile din lemn și plastic durează mai mult să se încălzească decât lingurile din metal, ceea ce înseamnă că metalele au o conductivitate termică bună.

Experiența #2

Să aducem capătul unui băț de lemn în foc. Se va aprinde. Celălalt capăt al bastonului, care este afară, va fi rece. Aceasta înseamnă că arborele are o conductivitate termică slabă.

Aducem capătul unei baghete subțiri de sticlă la flacăra unei lămpi cu alcool. După un timp, se va încălzi, în timp ce celălalt capăt va rămâne rece. Prin urmare, sticla are și conductivitate termică slabă.

Dacă încălzim capătul unei tije metalice într-o flacără, atunci foarte curând întreaga tijă va deveni foarte fierbinte. Nu o mai putem ține în mâini.

Aceasta înseamnă că metalele conduc bine căldura, adică au o conductivitate termică ridicată. Pe shta-ti-ve go-ri-zon-tal-but fortificat-lyon ster-zhen. Pe tija, prin spatiu unu-la-unu, ver-ti-kal-dar fixa-le-na cu ajutorul garoafelor metalice cerate.

Până la marginea tijei, au pus o lumânare sub ea. Deoarece marginea tijei este pe gre-va-et-sya, apoi într-un grad-pen-dar ster-zhen pro-gre-va-et-sya. Cand caldura ajunge in locul unde se prind garoafele cu toiaga, ste-a-rinul se topeste, iar garoafa cade. Vedem că în acest experiment nu există pe-re-dar-sa-substanță, deci-respectiv-dar, ob-observați-da-există-cald-lo-apă-.

Experiența #3

Diferite metale au o conductivitate termică diferită. În sala de fizică există un dispozitiv cu care ne putem asigura că diferite metale au conductivitate termică diferită. Cu toate acestea, acasă, am putut verifica acest lucru cu ajutorul unui dispozitiv de casă.

Un instrument pentru afișarea diferitelor conductivitati termice ale solidelor.

Am realizat un dispozitiv pentru afișarea diferitelor conductivitati termice a solidelor. Pentru aceasta, am folosit un borcan gol din folie de aluminiu, două inele de cauciuc (de casă), trei bucăți de sârmă din aluminiu, cupru și fier, o țiglă, apă fierbinte, 3 figurine de omuleți cu brațele ridicate, decupate din hârtie. .

Ordinea de fabricație a dispozitivului:

    îndoiți firul sub forma literei „G”;

    întăriți-le din exteriorul cutiei cu inele de cauciuc;

    atârnă bărbați de hârtie de părțile orizontale ale segmentelor de sârmă (folosind parafină topită sau plastilină).

Verificarea funcționării dispozitivului. Turnați apă fierbinte într-un borcan (dacă este necesar, încălziți un borcan cu apă pe o sobă electrică) și observați ce cifră va cădea prima, a doua, a treia.

Rezultate. Prima figură care cădea este fixată pe un fir de cupru, a doua - pe aluminiu, a treia - pe oțel.

Concluzie. Diferitele solide au o conductivitate termică diferită.

Conductivitatea termică a diferitelor substanțe este diferită.

Experiența nr. 4

Luați în considerare acum conductivitatea termică a lichidelor. Luați o eprubetă cu apă și începeți să-i încălziți partea superioară. Apa de la suprafață va fierbe în curând, iar la fundul tubului în acest timp se va încălzi doar. Aceasta înseamnă că lichidele au conductivitate termică scăzută.

Experiența nr. 5

Investigăm conductivitatea termică a gazelor. Punem o eprubetă uscată pe deget și o încălzim cu capul în jos în flacăra unei lămpi cu alcool. Degetul nu se va simți cald pentru o lungă perioadă de timp. Acest lucru se datorează faptului că distanța dintre moleculele de gaz este chiar mai mare decât cea a lichidelor și a solidelor. Prin urmare, conductivitatea termică a gazelor este și mai mică.

Lâna, părul, pene de pasăre, hârtie, zăpadă și alte corpuri poroase au o conductivitate termică slabă.

Acest lucru se datorează faptului că aerul este conținut între fibrele acestor substanțe. Aerul este un slab conductor de căldură.

Deci iarba verde este păstrată sub zăpadă, culturile de iarnă sunt protejate de îngheț.

Experiența nr. 6

Pufă o sferă mică de vată și o înfășura în jurul mingii termometrului.Acum ținea termometrul pentru ceva timp la o anumită distanță de flacără și observă cum crește temperatura. Apoi aceeași minge de bumbac s-a stors și s-a înfășurat strâns în jurul becului termometrului și a adus-o din nou la lampă. În al doilea caz, mercurul va crește mult mai repede. Aceasta înseamnă că vata comprimată conduce căldura mult mai bine!

Vidul (spațiul eliberat de aer) are cea mai scăzută conductivitate termică. Acest lucru se explică prin faptul că conductivitatea termică este transferul de energie dintr-o parte a corpului în alta, care are loc în timpul interacțiunii dintre molecule sau alte particule. Într-un spațiu în care nu există particule, conducerea căldurii nu poate avea loc.

3. Concluzie.

Diferitele substanțe au o conductivitate termică diferită.

Solidele (metale) au conductivitate termică ridicată, lichidele au conductivitate termică mai mică, iar gazele au conductivitate termică slabă.

Putem folosi conductivitatea termică a diferitelor substanțe în viața de zi cu zi, tehnologie și natură.

Fenomenul de conductivitate termică este inerent tuturor substanțelor, indiferent de starea de agregare în care se află.

Acum, fără dificultate, pot răspunde și explica din punct de vedere fizic la întrebările:

1. De ce păsările își pufesc penele pe vreme rece?

(Există aer între pene, iar aerul este un slab conductor de căldură.)

2. De ce hainele de lână țin frigul mai bine decât cele sintetice?

(Există aer între fire de păr, care nu conduce bine căldura).

3. De ce dorm pisicile încovoiate într-o minge când vremea este rece iarna? (Ondulate într-o minge, reduc suprafața care degajă căldură).

4. De ce mânerele fiarelor de lipit, fiarelor, tigăilor, oalelor sunt din lemn sau plastic? (Lemnul și plasticul au o conductivitate termică slabă, așa că atunci când încălzim obiecte metalice, ținerea unui mâner din lemn sau plastic nu ne va arde mâinile).

5. De ce tufișurile de plante iubitoare de căldură și tufele sunt acoperite cu rumeguș pentru iarnă?

(Rumegul este un slab conductor de căldură. Prin urmare, plantele sunt acoperite cu rumeguș pentru a nu îngheța).

6. Ce cizme protejează mai bine împotriva înghețului: strâmte sau spațioase?

(Spațios, deoarece aerul nu conduce bine căldura, este un alt strat din portbagaj care reține căldura).

4. Lista literaturii folosite.

Ediții tipărite:

1.A.V. Peryshkin Fizica Clasa a 8-a -M: Dropia, 2012

2.M.I.Bludov Conversații despre fizică partea 1 -M: Iluminismul 1984.

Resurse de internet:

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

RUTAREA

LA FIZICA LA CLASA 8

Menține interesul pentru subiect

Pentru a forma abilitățile de comunicare ale muncii elevilor

Construiți respectul față de colegii de clasă

Cerințe ale GEF LLC

(asumat de rezultatele învățării)

Personal

Convingerea în posibilitatea înțelegerii naturii, în necesitatea utilizării rezonabile a realizărilor științei și tehnologiei pentru dezvoltarea ulterioară a societății umane;

Respect pentru creatorii de știință și tehnologie;

Atitudine față de fizică ca element al culturii sociale.

Metasubiect

COGNITIV

Analiza experimentului problema;

Efectuarea acțiunilor conform algoritmului;

Formare operatii mentale cunoștințe: comparații, generalizări, modelare, abstractizare, analiză

REGLEMENTARE:

Acceptarea scopului de învățare;

Întocmirea unei secvențe de acțiuni pentru a descoperi noi cunoștințe;

Orientare în luarea deciziilor.

COMUNICATIV:

Abilitatea de a raționa, de a conduce un dialog, de a asculta profesorul;

subiect

Înţelegere fundamente fizice conductivitatea termică a diferitelor corpuri și aplicarea lor;

Formarea capacității de a explica rezultatele experimentului, din punct de vedere al cunoștințelor asupra temei

Subiect: CONDUCTIVITATE TERMICĂ

Scop: o atitudine pozitivă de a lucra în clasă

Salut baieti, sper ca toata lumea este bine dispusa. Toată lumea este pregătită pentru lecție? Deci, să începem lecția. Privește pe fereastră, ce toamnă frumoasă. Vine frigul în curând, suntem pregătiți pentru asta? Ce să faci pentru a te încălzi iarna. Cum să protejăm plantele de îngheț? Lecția de astăzi ne va ajuta să răspundem la aceste întrebări.

Verificați pregătirea pentru lecție.

Răspunde la întrebări, discută.

IIetapă. Actualizare de cunoștințe

Ţintă: Revizuiți materialul învățat anterior pentru a conduce la învățare subiect nou

Enumerați modalități de a schimba energia internă.

Numiți tipurile de transfer de căldură.

Lucrare terminata si transfer de caldura.

Conducerea căldurii, convecția, radiația.

II. Motivația pentru activitate

Rezolvați rebusul

Conductivitate termică

Scop: stimularea interesului pentru subiect


Învățarea de materiale noi

Scop: introducerea conceptului de conductivitate termică, procesul de transfer, utilizare.

Care crezi că este subiectul lecției noastre? Ce întrebări vom lua în considerare?

1. Conductivitate termică

Demonstrarea experiențelor. Pe baza acestora se trag concluzii

1. Se coboară o lingură într-un pahar cu apă fierbinte. Ce se va întâmpla cu lingura?

2. De ce este fierbinte lingura?

3. Ca urmare a ce este transferul de căldură de la capătul încălzit al lingurii la rece?

Ce concluzie se poate trage?

Încălzirea unei linguri în ceai fierbinte este un exemplu de conducere a căldurii.

Conductivitate termică - transferul de energie din părțile mai încălzite ale corpului către cele mai puțin încălzite, ca urmare a mișcării termice și a interacțiunii particulelor.

Să studiem acest fenomen făcând o serie de experimente cu solide, lichide și gaze.

Să facem experimentele:

    Să aducem capătul unui băț de lemn în foc. Se va aprinde. Celălalt capăt al bastonului, care este afară, va fi rece.

    Aducem capătul unei baghete subțiri de sticlă la flacăra unei lămpi cu alcool. După un timp, se va încălzi, în timp ce celălalt capăt va rămâne rece.

    Încălzim capătul tijei metalice, apoi în curând toată tija se va încălzi.

    Să reparăm finalul sârmă de cupruîn picioarele trepiedului. Garoafele sunt atașate de sârmă cu ceară. Vom încălzi capătul liber al firului cu flacăra unei lămpi cu alcool.

    Ce vedem?

    Cum are loc transferul de căldură?

    Cât va dura transferul de căldură prin sârmă?

    Ce se poate spune despre viteza de mișcare a moleculelor în zona situată mai aproape de flacără?

    De ce se încălzește următoarea bucată de sârmă?

    Luați în considerare acum conductivitatea termică a lichidelor. Luați o eprubetă cu apă și începeți să-i încălziți partea superioară. Ce vedem? Crezi că fundul este fierbinte. Simte. Care este concluzia?Dși este mic, cu excepția mercurului și a metalelor topite.

    Investigăm conductivitatea termică a gazelor. Punem o eprubetă uscată pe deget și o încălzim cu capul în jos în flacăra unei lămpi cu alcool. Degetul nu se va simți cald pentru o lungă perioadă de timp.

Lâna, pene de păsări, hârtie, plută și alte substanțe poroase au o conductivitate termică slabă. Acest lucru se datorează faptului că aerul este conținut între fibrele acestor substanțe. Vidul are cea mai scăzută conductivitate termică

Să scriem principalulcaracteristici de conductivitate termică:

    în solide, lichide și gaze;

    substanța în sine nu este tolerată;

    duce la egalizarea temperaturii corpului;

    corpuri diferite - conductivitate termică diferită

Tema lecției este conductivitatea termică.

Ce este conductivitatea termică. Procesul de transfer de energie prin conducerea căldurii. Care corpuri au o conductivitate termică bună și slabă. Acolo unde se aplică cunoştinţe despre conductibilitatea termică.

Elevii scriu subiectul lecției în caiete.

Se va încălzi.

Apa a dat o parte din căldură lingurii și o parte din aerul din jur.

- Ca rezultat al mișcării și interacțiunii particulelor

Concluzie: Din exemplu reiese clar că căldura poate fi transferată de la un corp mai fierbinte la un corp mai puțin încălzit (de la apă fierbinte la o lingură rece). Dar energia a fost transferată și de-a lungul lingurii în sine - de la capătul său încălzit la cel rece.

Scrieți definiția.

Concluzie. Lemnul are o conductivitate termică slabă.

Concluzie. Sticla are o conductivitate termică slabă.

Concluzie. Metalele au o conductivitate termică ridicată.

- Garoafele încep să cadă treptat una câte una, mai întâi cele mai apropiate de flacără.

De la capătul fierbinte al firului până la capătul rece.

Până când întregul fir este încălzit, adică până când temperatura din întregul fir este egalizată.

Moleculele se mișcă mai repede.-Ca urmare a interacțiunii moleculelor, crește și viteza de mișcare a moleculelor în secțiunea următoare, iar temperatura acestei părți crește.

Apa a fiert la suprafață.

Ziua este ușor caldă.

Concluzie. Lichidele au conductivitate termică scăzută.

Concluzie. Conductivitatea termică a gazelor este și mai mică.

Conductivitatea termică a diferitelor substanțe este diferită.

Înregistrați principalele caracteristici ale conductibilității termice

Ei numesc care corpuri au o conductivitate termică bună, slabă. Completați tabelul din caiet

Ancorare

Scop: pentru a consolida materialul, pentru a cunoaște unde în viață aplicăm cunoștințele de conductivitate termică.

Să ne amintim un basm

Exemple de conducere a căldurii :

Un fragment din basmul „Moroz Ivanovici”

Aceița a început să bată zăpada ca bătrânul să doarmă mai moale, dar între timp s-au înăbușit mâinile sărace și degetele i s-au făcut albe, ca ale oamenilor săraci, care își clătesc lenjeria în groapă iarna: e frig, și vântul. în față, iar lenjeria îngheață, miza merită, dar nu este nimic de făcut - oamenii săraci lucrează.

Nimic, - a spus Moroz Ivanovici, - frecați-vă degetele cu zăpadă și vor dispărea, nu veți avea fiori. Sunt un bătrân bun; uită-te la curiozitățile mele. Apoi și-a ridicat patul de pene înzăpezit cu o pătură, iar Acișoara văzu că iarba verde se străpunge sub patul de pene. Aceioarei îi era milă de biata buruiană.

Deci spui, - spuse ea, - că ești un bătrân bun, dar de ce ții iarbă verde sub un pat cu pene de zăpadă, nu o lași să iasă la lumina zilei?

Nu eliberez pentru că nu este încă timpul; Iarba nu a intrat încă în joc. Toamna, țăranii l-au semănat și a încolțit, iar dacă s-ar fi întins deja, atunci iarna l-ar fi capturat, iar până vara iarba nu s-ar fi copt. Așa că am acoperit verdeața tânără cu patul meu de pene înzăpezite și chiar m-am întins pe ea, pentru ca zăpada să nu fie dusă de vânt; dar va veni primăvara, patul de pene înzăpezit se va topi, iarba va crește și acolo, uite, grânele se vor uita afară, iar țăranul va strânge grânele și le va duce la moară...

    De ce plantează oamenii culturi de iarnă și nu se tem că vor îngheța?

    De ce tufele de plante acoperă iarna cu rumeguș?

    Ce folosim in bucatarie ca sa nu ne ardem?

    Din ce sunt făcute tigăile? De ce?

    De ce hainele de lână țin departe de frig mai bine decât cele sintetice?

    Fapte interesante din biologie. O haină de blană umplută permite bondarilor să colecteze nectar și polen chiar și în Arctica. Sub astfel de haine, corpul unui bondar, cu un lucru muscular crescut, se încălzește până la 40 0 . Și cu cât un bondar trăiește mai la nord, cu atât este mai mare și plin. De ce o haină de blană salvează un bondar de la îngheț?

    Imediat ce frigul intră, albinele se înghesuie pe faguri cu miere și formează o minge densă. Agățați unul de celălalt, își mențin o temperatură de aproximativ 12 0 C. Astfel, iarna, albinele se încălzesc. Dar au nevoie de aerisire, pentru că altfel toată umezeala expirată de albine se instalează în interiorul stupului sub formă de îngheț. De ce reușesc albinele să se încălzească iarna?

    Care cărămidă - solidă sau poroasă - asigură o mai bună izolare termică a clădirii? Justificați răspunsul.

    La aceeași temperatură a granitului și cărămizii, cărămida se simte mai caldă la atingere decât granitul. Care din astea materiale de construcții are cea mai bună proprietate de izolare termică?

    Foarfecele și un creion întins pe masă au aceeași temperatură. De ce se simt foarfecele mai reci la atingere?

Exemplele luate în considerare ne vor ajuta să tragem o concluzie și să completăm tabelul.

Ei ascultă textul, numesc corpurile cu conductivitate termică bună și slabă.

Zăpada este o substanță poroasă, liberă, conține aer. Prin urmare, zăpada are o conductivitate termică slabă și protejează bine pământul, culturile de iarnă, pomii fructiferi de îngheț.

Suporturile de bucătărie sunt realizate dintr-un material care are o conductivitate termică slabă.

Tigaile si tigaile sunt realizate din substante cu o buna conductivitate termica (metale) si sunt folosite pentru incalzirea rapida a corpurilor sau a pieselor.

Mânerele ceainicelor, tigăilor sunt realizate din materiale cu conductivitate termică slabă. Toate acestea protejează mâinile de arsuri la atingerea obiectelor fierbinți.

Rumegul este un slab conductor de căldură. Plantele sunt acoperite cu rumeguș pentru a nu îngheța.

Există aer între fire de păr, care nu conduce bine căldura.

Blana unui bondar nu conduce bine căldura, deoarece există aer între vilozități, a căror conductivitate termică este scăzută.

Între albine rămâne aer, care conduce prost căldura și previne înghețul.

Hai să luăm un mini muncă de cercetare. Să aflăm dacă expresia este adevărată: PALTONUL DE BLANĂ SE ÎNCĂLZEȘTE?!

Cum vom face treaba?

Pentru a face acest lucru, avem nevoie de un termometru și o bucată de blană. Măsurăm temperatura camerei, apoi punem termometrul într-o clapă pentru o vreme

Trage o concluzie

Test de cunoștințe primare

Scop: a verifica la ce nivel este înțeles materialul?

    Cum se numește fenomenul de transfer al energiei interne dintr-o parte a corpului în alta sau de la un corp la altul atunci când sunt în contact direct?

    1. capacitate termică

      valoare calorica

      conductivitate termică

    Alegeți afirmația corectă.

    1. Conducția este transferul de materie de la un corp la altul

      Conducerea căldurii NU transferă materie de la un corp la altul.

      Conceptul de conductivitate termică nu există

    Care dintre următoarele substanțe are cea mai mare conductivitate termică?

    1. Lemn

      Sticlă

      Cupru

Răspuns în carnetul de student.

Rezumatul lecției

Amintiți-vă întrebările de la începutul lecției. Suntem pregătiți de iarnă? Ce fenomen vedem astăzi? Ce este acest fenomen?

Teme pentru acasă. P 4, (toate), pregătiți un raport „Conductivitatea termică în natură, viața de zi cu zi și tehnologie”. (optional)

Vă mulțumim pentru munca depusă în clasă.

Răspundeți la întrebări