Особливості різноманітних способів теплопередачі. Приклади теплопередачі в природі та техніці

Цілі уроку:

Загальноосвітня: узагальнити основні знання на тему «Види теплопередачі», познайомити восьмикласників з проявами теплопровідності, конвекції, випромінювання в природі та техніці;

Розвиваюча: продовжити формування у ключових умінь, що навчаються, мають універсальне значення для різних видівдіяльності - виділення проблеми, прийняття рішення, пошуку, аналізу та обробки інформації;

Виховна: виховувати колективізм, творче ставлення до дорученої справи.

Підготовча робота

Урок проводиться у вигляді захисту навчальних проектів з тем «Теплопровідність у природі та техніці», «Конвекція в природі та техніці», «Випромінювання в природі та техніці». Учні чи вчитель обирають керівника, який формує на добровільних засадах групу. Тема проекту визначається за згодою або в результаті жеребкування.
Завдання кожної групи містить теоретичне обґрунтування, експеримент, мультимедійну презентацію.

Учні самостійно розподіляють обов'язки, здійснюють пошук та збирання інформації, її аналіз та подання, продумують план експерименту, готують необхідне обладнання для його виконання, обговорюють та пояснюють спостережуване.
У ході роботи над проектом вчитель та учні тісно співпрацюють, зокрема, проводяться консультації, на яких вчитель здійснює контроль та коригування діяльності учнів.

Оформлення уроку

Необхідно підготувати екран та мультимедійний проектор. На екран має бути спроектований слайд із назвою теми уроку. Обладнання для експериментів потрібно розмістити на демонстраційному столі.

Цілі уроку:

1. Освітні:

Узагальнити та систематизувати знання учнів на тему: «Види теплопередачі»;

Вміти описувати та пояснювати такі фізичні явища, як теплопровідність, конвекція та випромінювання;

Вміти використовувати отримані знання у повсякденному житті.

2. Розвиваючі:

Розвиток слухового та зорового сприйняття;

Розвиток мислення, промови, пам'яті, уваги;

Пошук, аналіз та обробка інформації.

3. Виховні:


 Виховання особистісних якостей (акуратності, умінь працювати у колективі, дисциплінованості);


 виховання пізнавального інтересу до предмета;

 сприяти вихованню всебічно розвиненої особистості дитини.

Обладнання: екран та мультимедійний проектор, презентація; обладнання, підготовлене кожною групою.

Хід уроку.

I. Організаційний етап (2 хв.)

Мета: включити учнів у навчальну діяльність, визначити змістовні межі уроку:

Ознайомлення із планом уроку.

ІІ. Актуалізація знань учнів (35 хв.)

(Сл.1)

Мета: актуалізувати знання про види теплопередачі, узагальнити та систематизувати знання про теплопередачу, конвекцію та випромінювання, застосувати отримані знання у повсякденному житті.

(Сл.2)

1. Що з погляду фізики поєднує такі прислів'я?(На слайді)

А) За гаряче залізо бракуй. Потім коваль кліщі кує, щоби рук не обпекти.

Б) Наша хата нерівного тепла. На печі тепло, на підлозі холодно.

В) Червоне сонечко на білому світі чорну землю гріє.

Відповідь: внутрішня енергія тіл змінюється через теплопередачу.

2. У чому різниця з погляду фізики явищ, про які йдеться у прислів'ях?

Відповідь: у цих прислів'ях йдеться про різних способахпередачі тепла.

А як називаються різні способи передачі тепла у фізиці? (види теплопередачі)

3. А тепер сформулюйте тему нашого уроку.

“Види теплопередачі”

Вчитель: На нашому уроці ми згадаємо все, що вивчали на тему: «Види теплопередачі». Сьогодні ми узагальним, систематизуємо та закріпимо свої знання з цієї теми. Отримані знання можна застосувати у повсякденному житті.

Побудуємо систему знань, елементи якої ми дізналися щодо цієї теми. Уявімо це наочності як схемы.(шаблоны на партах учнів).

Працюємо разом (заповнюємо разом).

(Сл.3)

1) Як називатиметься головна фігура, що відображає назву теми та схеми?

Ш. – види теплопередачі.

У. - Зафіксуємо це. Фігура 1-вона буде головною у схемі; внесемо до неї текст (назву), виділимо фігуру чи текст кольором.

2) Що змінюється внаслідок теплопередачі? Який вид енергії змінюється внаслідок теплопередачі?

Ш. – Внутрішня енергія тел.

У. – Види теплопередачі пов'язані зі зміною внутрішньої енергією тіл.

Зафіксуємо це у фігурі 2.

3) Якому важливому закону підпорядковуються види теплопередачі, пов'язані зі зміною внутрішньої енергії тіл?

Ш. - Закону збереження та перетворення енергії.

У. - Правильно. Запишемо це у фігурі 3. Оскільки це - один із найважливіших законів природи, фігуру 3 розмістимо над фігурами 1 та 2.

4,5,6) З якими конкретними видами теплопередачі ми познайомилися?

Ш. – теплопровідність, конвекція, випромінювання.

У. – Правильно. Відобразимо це у схемі, а фігури розташуємо під головною до одного ряду, оскільки кожна співвідноситься з самостійним фізичним явищем.

Інші графи узагальнюючої таблиці необхідно заповнити протягом усього уроку, слухаючи виступи гуртів та використовуючи отримані нами знання.

У. Наш урок присвячений захисту навчальних проектів. Ми повторимо види теплопередачі, познайомимося з проявами теплопровідності, конвекції, випромінювання у природі та техніці. Три групи обрали один із видів теплопередачі. Завдання включало теорію, експеримент та створення комп'ютерної презентації. За підсумками захисту група має підготувати фотозвіт. Зверніть увагу на те, що час захисту проекту не повинен перевищувати 5-7хв.

4. Захист проектів.

(Сл.4)

1. Про який вид теплопередачі йдеться у першому прислів'ї?

(Сл.5) (теплопровідність).

I група

Теплопровідність - явище передачі внутрішньої енергії від однієї частини тіла до іншої або від одного тіла до іншого при безпосередньому контакті.

Теплопровідність - вид теплообміну, при якому відбувається передача внутрішньої енергії від частинок більш нагрітої частини тіла частинок менш нагрітої частини.

Експеримент

Демонстрація різної теплопровідності срібної (дерев'яної) ложки та ложки з нержавіючої сталі після нагрівання їх у гарячій воді.

Різні речовини мають різну теплопровідність. Теплопровідність у металів хороша. Наприклад, мідь використовується при влаштуванні паяльників. Теплопровідність сталі в 10 разів менша за теплопровідність міді. Малу теплопровідність мають деревина і деякі види пластмас. Ця їхня властивість використовується при виготовленні ручок для нагрівальних предметів, наприклад, чайників, каструль і сковорідок.

Погана теплопровідність має повсть, пористу цеглу шерсть, пух, хутро (зумовлена ​​наявністю між їх волокнами повітря), тому ці матеріали, поряд з деревиною, широко використовуються в житловому будівництві.

Ми принесли різні теплоізоляційні матеріали - клоччя, пінопласт, які застосовують у будівництві. Регулювання теплообміну є одним із основних завдань будівельної техніки. У тих випадках, коли теплообмін є небажаним, його намагаються зменшити. Для цього використовують теплоізоляцію.

Тонкий шар повітря між шибками оберігає наше житло від холоду так добре, як і цегляна стіна. Це говорить про те, що повітря має поганою теплопровідністю. У рідин і газів теплопровідність дуже мала, але і в газах і в рідинах може передаватися тепло.

Як вам не здасться дивним, але і, сніг, особливо пухкий, має дуже погану теплопровідність. Цим пояснюється те, що порівняно тонкий шар снігу оберігає озимі посіви від вимерзання.

Хутро тварин через погану теплопровідність оберігає їх від охолодження взимку та перегріву влітку.

(Сл.11)2. А про який вид теплопередачі йдеться у другому прислів'ї?

(Сл.12) (конвекція).

II група

Конвекція - вид теплопередачі, при якому енергія переноситься струменями газу та рідини.

Існує два види конвекції: природна та вимушена.

Природна конвекція – мимовільне охолодження, нагрівання, переміщення.

Вимушена конвекція – переміщення за допомогою насоса, мішалки тощо.

Конвекція у рідинах. Рідини та гази нагріваються знизу, тому що у них погана теплопровідність. У гарячих шарів рідини (газу) щільність зменшується, і вони піднімаються вгору, поступаючись місцем холоднішим. Виникає циркуляція («рух по колу») шарів.

У твердих тілахконвекції немає, оскільки їх частки не мають великої рухливістю.

Багато проявів конвекції можна виявити у природі та житті людини. Конвекція також знаходить застосування у техніці.

Експеримент

Демонстрація горіння свічки, яку частково накривають скляним циліндром без дна (знизу залишають вільний простір); припинення горіння свічки при повному опусканні скляного циліндра.

Експеримент

На столі дві склянки з гарячою водою, одна стоїть на льоду, а на кришці іншої лежить лід. Учні пояснюють, у якому склянці вода охолоне швидше (конвекція у рідинах).

І щоб окріп швидше охолонув, ми ложечкою розмішуємо (вимушена конвекція)

Нагрівання та охолодження житлових приміщень засноване на явищі конвекції. Так охолодні пристрої доцільно розташовувати нагорі, ближче до стелі, щоб здійснювалася природна конвекція. Обігрівальні прилади мають у своєму розпорядженні внизу.

Бриз - виникає межі суші та води, т.к. вони нагріваються і остигають по-різному. Вода нагрівається і остигає повільніше, ніж земля (пісок) в 5 разів. Через це днем ​​над сушею утворюється область низького тиску, а над морем – область високого тиску. Виникає рух повітряних мас з високого тиску в область низького тиску, що і називається денним бризом. Вночі все відбувається навпаки.

(Сл.19) 3. А про який вид теплопередачі йдеться у третьому прислів'ї?

(Сл.20) (випромінювання).

ІІІ група

Випромінювання (променистий теплообмін) - вид теплопередачі, у якому енергія переноситься тепловими променями (електромагнітними хвилями).

Відбувається завжди і скрізь. Може здійснюватись у повному вакуумі.

Випромінювання походить від усіх нагрітих тіл (від людини, багаття, печі тощо)

Чим більша температура тіла, тим сильніше його теплове випромінювання.

Тіла не лише випромінюють енергію, а й поглинають.

Тіла з темною поверхнею краще поглинають та випромінюють енергію, ніж тіла, що мають світлу поверхню.

Сонце-джерело енергії Землі.

Як передається сонячне тепло на Землю? Адже у космічному просторі немає ні твердих, ні рідких, ні газоподібних тіл. Отже, космічний простір неспроможна передавати тепло Сонця Землю ні шляхом теплопровідності, ні шляхом конвекції. Справа в тому, що тепло від Сонця до Землі передається також як сигнал з радіостанції приймачеві - електромагнітними хвилями.

Багато проявів теплового випромінювання можна виявити у природі та житті людини. Теплове випромінюваннятакож знаходить застосування у техніці.

Здатність тіл по-різному поглинати енергію випромінювання використовується людиною.

Зораний ґрунт, ґрунт із рослинністю (Слайд). Вдень грунт поглинає енергію та нагрівається випромінюванням, але швидше та охолоджується. На її нагрівання та охолодження впливає присутність рослинності. Так, темний ораний ґрунт сильніше нагрівається випромінюванням, але швидше і охолоджується, ніж ґрунт, вкритий рослинністю.

На теплообмін між ґрунтом та повітрям впливає також погода. У ясні, безхмарні ночі ґрунт сильно охолоджується - випромінювання від ґрунту безперешкодно йде у простір. У такі ночі провесною можливі заморозки на грунті. Якщо ж погода хмарна, то хмари закривають Землю та відіграють роль своєрідних екранів, що захищають ґрунт від втрати енергії шляхом випромінювання.

Демонстрація макет теплиці. Одним із засобів підвищення температури ділянки ґрунту та приґрунтового повітря служать теплиці, які дозволяють повніше використовувати випромінювання Сонця. Ділянку ґрунту покривають скляними рамами або прозорими плівками. Скло добре пропускає видиме сонячне випромінювання, яке, потрапляючи на темний ґрунт, нагріває його, але гірше пропускає невидиме випромінювання, що випускається нагрітою поверхнею Землі. Також плівка (скло) перешкоджає руху теплого повітря нагору, тобто. здійснення конвекції. Таким чином, скло теплиць діє як «пастка» енергії. Усередині теплиць температура вища, ніж на незахищеному грунті, приблизно на 10° С. (обігрівають теплицю лампою і вимірюють температуру зовні і всередині теплиці, і вона виявляється різною).

Який із чайників швидше охолоне?

Навіщо літаки фарбують срібною фарбою, а душ на дачі в чорний?

(Сл. 26)Термос (Будівництво)

- Як зберегти енергію?(Пояснюють принцип дії та влаштування термоса, акцентуючи увагу на видах теплопередачі.)

Корок (Закріпити конвекцію)

Вакуум (Геть теплопровідність)

Дзеркало (Геть випромінювання)

(Сл.27)

5. Обговорення результатів заповнення таблиці

ІІІ. Висновок (3 хв)

Підбиття підсумків по всіх етапах роботи.

Рефлексія учнів.

IV Додому:

повторити § 3 – 6, продовжити заповнення табл. вдома,

творче завдання: скласти кросворди на тему «Види теплопередачі»

Бажаючі учні можуть підготувати до наступного уроку доповіді щодо застосування теплопередачі у природі та техніці. Прикладними темами доповідей можуть бути: «Значення видів теплопередачі в авіації та при польотах у космос», «Види теплопередачі в побуті», «Теплопередача в атмосфері», «Облік та використання видів теплопередачі у сільському господарстві» та ін.

Рефлексія

Якщо ви зрозуміли матеріал, можете його розповісти та пояснити, то поставте собі “5”.

Якщо матеріал зрозуміли, але є деякі сумніви, що ви зможете його відтворити, то “4”.

Якщо матеріал засвоєно слабо, то "3".

Підніміть "смайлики". З яким настроєм закінчився урок?

Рефлексія уроку .

Учням пропонується заповнити аркуші рефлексії.

сьогодні я дізнався...

було цікаво…

я купив…

мене здивувало…

урок дав мені для життя.

мені захотілося…і я

Підбиття підсумків уроку, виставлення відміток.

або

ІІІ. ЗАКЛЮЧНИЙ ЕТАП (3 хв)

Мета: дати аналіз та оцінку успішності досягнення мети та намітити перспективу подальшої роботи, подякувати однокласникам, які допомогли отримати результати уроку.

>>Фізика: Приклади теплообміну в природі та техніці

1. Вітри. Всі вітри в атмосфері є конвекційними потоками величезного масштабу. Конвекцією, наприклад, пояснюються бризи- нічні та денні вітри, що виникають на берегах морів та великих озер.

У літні дні суша прогрівається сонцем швидше, ніж вода, тому повітря над сушею нагрівається більше, ніж над водою. При цьому повітря над сушею розширюється, після чого його тиск стає меншим за тиск більш холодного повітря над морем. В результаті, як у сполучених судинах, холодне повітря внизу з моря (де тиск більший) переміщається до берега (де тиск менше) - дме вітер. Це і є денний (чи морський) бриз.

Вночі вода охолоджується повільніше, ніж суша, і над сушею повітря стає холоднішим, ніж над водою. Тепер більше високий тисквиявляється над сушею, тому повітря починає переміщатися від берега до моря. Це нічний (чи береговий) бриз.

2. Тяга. Ми знаємо, що без припливу свіжого повітря горіння палива неможливе. Якщо в топку або піч не надходитиме повітря, то горіння припиниться. Для підтримки горіння часто використовують природний приплив повітря – тягу. У цьому над місцем горіння палива встановлюють трубу. Нагріваючись, повітря розширюється, і тиск у топці та трубі стає меншим за тиск зовнішнього повітря. Внаслідок різниці тисків холодне повітря спрямовується ззовні в топку, а тепле піднімається вгору трубою. Це і є потяг.

Зі збільшенням висоти труби тяга посилюється, оскільки, чим вище труба, споруджена над топкою, тим більша різниця тисків зовнішнього повітря та повітря в трубі.

3. Водяне опалення. Жителі країн, розташованих у помірних та холодних поясах Землі, змушені обігрівати свої житла у холодну погоду. У житлових приміщеннях найбільш сприятливою в людини вважається температура 18-20 °З. Для підтримки такої температури у багатьох будинках застосовують водяне опалення.

Нагрівання води в системах центрального опалення відбувається за межами опалювального приміщення (у котельнях або теплоелектроцентралях – ТЕЦ). Від нагрівача гаряча водатрубопроводами надходить у будівлі. Тут (рис. 71) вона по головному стояку 1 піднімається нагору, а звідти - по трубах в опалювальні прилади (радіатори 2). У міру охолодження в них вода повертається донизу і знову надходить до нагрівача. Так здійснюється безперервна циркуляція води у всій системі. У невеликих будинках ця циркуляція виникає завдяки природної конвекціїа у великих міських будинках вона відбувається за рахунок дії спеціальних насосів (штучна або примусова конвекція).

Для запобігання руйнації опалювальної системи (в результаті збільшення тиску при розширенні рідини, що нагрівається) головний стояк 1 постачають розширювальним баком 3.

4. Термос. Теплопередача від більш нагрітого тіла до холоднішого призводить до вирівнювання їх температур. Тому, наприклад, гарячий чайник, знятий з плити, при зіткненні з навколишнім повітрям через деякий час остигає. Щоб поміщати тілу остигати (або нагріватися), потрібно запобігти можливому теплообміну, причому у всіх його трьох проявах (при конвекції, теплопровідності та випромінюванні). Це досягається шляхом поміщення тіла у спеціальну посудину - посуд Дьюара,який був винайдений 1892 р. англійським вченим Джеймсом Дьюаром.

Судини Дьюара спочатку застосовувалися лише для зберігання легковипарних зріджених газів (наприклад, рідкого гелію). Згодом їх стали застосовувати і в побутових цілях - для збереження при незмінній температурі харчових продуктів, що містяться в них. Такі судини Дьюара стали називати термосами(Мал. 72).

Пристрій термоса, призначеного для зберігання рідин, показано на малюнку 73. Він складається зі скляної посудини 4 з подвійними стінками. Щоб захистити скляний корпус термоса від пошкоджень, його поміщають у картонний або металевий футляр 3. Посудину закупорюють пробкою 2, а зверху футляра нагвинчують ковпачок 1.

Термос влаштований таким чином, що теплообмін його вмісту довкіллямзведений до мінімуму. Відсутність повітря між його стінками перешкоджає перенесенню енергії шляхом конвекції та теплопровідності, а блискучий шар на внутрішній поверхні термоса перешкоджає передачі енергії випромінюванням.

??? 1. Чому денний бриз дме з моря у бік берега, а нічний бриз - з берега у бік моря? 2. Внаслідок чого виникає тяга? 3. Як влаштовано систему водяного опалення? 4. Розкажіть про термос. За рахунок чого в ньому вдається зменшити теплообмін? Чому їжа в термосі таки охолоджується?

С.В. Громов, Н.А. Батьківщина, Фізика 8 клас

Надіслано читачами з інтернет-сайтів

Планування фізики, підручники та книги з фізики 8 клас, курси та завдання з фізики для 8 класу, конспекти фізика 8 клас

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний планна рік методичні рекомендаціїпрограми обговорення Інтегровані уроки

Завдання уроку:Повторити вивчений раніше матеріал; формувати вміння вести розповідь, висловлювати засоби думки правильною «фізичною» мовою; розвивати кругозір учнів при з'ясуванні цінності фізики у житті і суспільства; знаходити способи вирішення завдань, пов'язаних із життєвими обстановками.

Хід уроку.

Перед уроком учні розбиваються на 6 груп відповідно до цих редакцій:

журнал «Сад та город»

журнал «Моделіст-конструктор»

«Літературна газета»

журнал «Юннати»

журнал «Архітектор»

журнал «Робітниця»

Уявіть собі один день роботи редакції. Вам доведеться відповісти на запитання читачів або терміново зібратися у відрядження… Все треба вирішувати швидко та практично одразу. Для цього слід обрати головного редактора, вирішити запропоновані питання та труднощі, подати звіт про виконану роботу (відповіді членів групи). Керівник відділу має оцінити роботу кожного члена групи, а група – роботу керівника. А зараз виберемо квиток і одразу без підготовки, відповімо.

що таке внутрішня енергія?

Наведіть приклади способів зміни внутрішньої енергії.

Наведіть приклади видів теплопередачі.

Що таке теплопровідність? Як відбувається передача енергії залізним дротом?

Що таке конвекція?

Якими методами передається енергія від Сонця до Землі? Дайте визначення цього виду теплопередачі.

Після відповідей кожній групі подаються завдання (час виконання 5 – 7 хв).

На приекваторіальних землях, де клімат спекотний, колір шкіри у людей чорніший, ніж у тих, хто живе в холодному кліматі. Чому? У північних широтах живуть білі ведмеді, а південних – бурі. Чому? На півночі живе безбілетник-біляк ( білий колірвовни), у більш південних районах – безквитковик-русак (вовна сірого кольору). Чому? (Відповідь: чорні тіла витікають більше, ніж білі, за тих самих умов).

Яку роль відіграє сезонна зміна довжини і густоти вовни у тварин: влітку вовна коротша і рихліша, а взимку довша і густіша? (Відповідь: шерсть, пух, бурдюк та інші пористі тілау проміжках між волокнами містять повітря і тому мають погану теплопровідність, вони захищають тіло тварин від заморожування).

Холод – не тітка.

Так само, як голод, мороз – не тітка. Ворона, що сидить на стовпі, точно потисне, звідки дме морозний вітер. Вона завжди звернена до нього дзьобом – наприклад, щоб вітер обтікав, а не ворушив пір'я. У погоду тиху, але морозну птахи «збивають» свої перини, перетворюються на пухкі кульки… Надійно тепло тримає хутро. Він у багатьох тварин до зими оновлюється. Мороз стимулює зростання хутра. Знаю це по ослику, привезеному до Підмосков'я із Середньої Азії. Першої зими пошили йому зі старенької овчини щось на зразок жилетки. А тепер до зими ослик стає схожим на пухнасте чудовисько – рідня з теплих країв його негайно не впізнала б.

В. Пєсков.

З російської казки: «Нікому вибудувати тетереву в зимову холоднечу хатинка, а сам не вміє. 1-то ніч всього треба пережити ... "Ех, - задумався він, - куди не йшло!" І – бултих у сніг! У снігопаду і ночував. Нічого! Тепло було. Вранці рано встав, вільним світлом полетів куди треба». Що врятувало тетерука від морозу під час ночівлі в лісі?

Не розводьте сади у низинах. Від чого? (Відповідь: холодне повітря більш щільне, тому воно накопичується внизу; у низьких місцях частіше бувають заморозки).

Не допускайте, щоб рослини покривалися крижаною кіркою. Чому? (Відповідь: теплопровідність льоду в 20 разів більше, ніж снігу, тому рослини вимерзають).

Перед заморозками розпушіть основу. Чому? (Відповідь: при розпушуванні теплопровідність ґрунту зменшується).

Навесні, коли можливість заморожування дуже можлива, вивчіть напам'ять і повторюйте вірші російського письменника І. А, Буніна «Холодна весна».

Безбарвний захід чистий – чекай на північ холоду.

І солов'ї всю ніч співають із теплих гнізд

У дурмані блакитним димним гною,

У срібному пилу туманно-яскравіших зірок.

Чому спостерігається така сукупність явищ? (Відповідь: при світлому небі земля сильно охолоджується рахунок випромінювання).

Коментуйте з погляду фізики уривки із художніх творів.

З казки В. Гауфа "Про надуманого принца". «Ніхто не смів сказати, що Лабакан невміло володіє голкою, навпаки: він умів виконувати дуже делікатну роботу… Він часто шив, не відриваючись, так, що голка розжарювалася в його руці і починала димитися нитка, а робота виходила краще, ніж у кого завгодно…"

З російської казки «Зимові звірів». «Прийшли до бика в хлів гусак і півник, хором кажуть: «Пусти брате, до себе погрітися!» Бик відповідає: Ні, не пущу! У вас по два крила, одне постелиш, іншим одягнешся, наприклад, і прозимуєте!» «Не пустиш, - каже гусак, - наприклад я весь мох із твоїх стін повищиплю, тобі ж холодніше безперечно буде!» «Не пустиш, – каже півень. – Так я вилізу на горище і всю землю зі стелі згрібу, тобі ж холодніше буде».

З російської казки «Лиска-сестричка і вовк». «Вовк пішов на річку, опустив хвіст у ополонку і почав примовляти: «Ловись, рибка, і мала, і велика! Ловись, рибка, і мала, і велика! Слідом за ним і лисиця з'явилася; ходить біля вовка і голосить: «Ясні, ясні на небі зоряне небо! Мерзни, мерзни вовчий хвіст! Хвіст і замерз.

У якому будинку тепліше - у дерев'яному чи цегляному? (Відповідь: у дерев'яному, тому що дерево має меншу теплопровідність).

Чому будівельники застосовують пористі матеріали - пористу цеглу. повсть, скловату?

Навіщо роблять подвійні рами?

Чому батареї опалення в приміщеннях мають внизу?

Журнал «Моделіст-конструктор» пропонує читачам взяти участь у створенні космічної ракети, яка як паливо використовує рідкий водень. Хоча де його зберігати? Температура кипіння водню -2530 С. Тримати3 у звичайному баку - все одно що засунути каструлю з водою в доменну палити! Бак має бути таким, щоб у нього зовні не проникало тепло. У результаті міркувань група приходить до висновку, що цей бак повинен являти собою термос. Пояснюють принцип роботи термоса. Чи можна в цій посудині тримати3 гарячий чай?

Членам редакції журналу «Робітниця» світить виїхати у відрядження.

Група вирушає на далеку Північ і бере із собою теплі шуби та шапки. Фізики заявляють, що вираз «шуба гріє» не так. А ви як думаєте?

Ця група вирушає на південь, до моря. Який одяг - світлий або темний - їм слід взяти? Чому моряки вважають за краще виходити в море в ніч?

Після обговорення всіх питань заповнюємо таблицю.

Назва прийому теплопередачі

Як здійснюється перенесення енергії

Особливості різних способівтеплопередачі. Приклади теплопередачі в природі та техніці
Теплові явища

За допомогою цього уроку ви познайомитеся з темою «Особливості різних способів теплопередачі. Приклади теплопередачі у природі та техніці». Тут ми узагальним наші знання про теплопередачу та її види і розглянемо приклади протікання різних теплових процесів у фізичних дослідах і в природі.

Сьогоднішнє заняття є завершальним у темі «Різні способи теплопередачі», тому зробимо його узагальнюючим та обговоримо різні способи теплопередачі у природі та техніці та їх особливості на конкретних прикладах.

Важливо розуміти, що процеси теплопередачі в природі відбуваються безперервно, і ми можемо їх спостерігати повсюдно в навколишньому світі, про що ми сьогодні й поговоримо. Згадаймо способи теплопередачі:

приклад 1.Отримання пари з льоду при нагріванні. Помістимо в каструлю лід при температурі нижче 0°С і почнемо її нагрівати, запишемо процеси, що відбуваються при цьому, і вкажемо найбільш активно виявляють себе способи теплопередачі на кожному з етапів нагріву. Ми, звичайно, розуміємо, що послідовність переходів агрегатних станів речовини при цьому виглядатиме як на малюнку 1, але розпишемо їх детальніше.

Рис. 1

1. Нагрівання льоду до температури плавлення 0°. Основну роль грає явище теплопровідності, тому що лід – тверде тіло.

2. Плавлення льоду при температурі 0°С, температура не змінюється до того часу, поки весь лід не розтане. Основну роль грає, як і раніше, явище теплопровідності.

3. Нагрівання води, утвореної з льоду від температури 0°С до . У цьому вся процесі й у наступних основну роль грає вже конвекція, як і більше ефективний спосібтеплопередачі в рідинах та газах.

4. Кипіння води та утворення пари при . Температура протягом цього процесу також не змінюється. У процесі кипіння явище конвекції, мабуть, виявляє себе найяскравішим чином, тому що навіть неозброєним оком можна спостерігати процеси постійного природного перемішування окропу.

5. Нагрівання пари від температури та вище.

приклад 2.Освіта зернистих плям на поверхні Сонця.Якщо подивитися на фотографії поверхні Сонця, можна помітити, що його поверхня зерниста, а чи не однорідна (див. рис. 2). З чим це пов'язано?

Рис. 2. Зерниста поверхня Сонця

Структуру Сонця можна розділити на кілька так званих шарів, один із яких знаходиться поблизу поверхні і називається конвективною зоною (див. рис. 3).

Рис. 3. Будова Сонця

За назвою цього шару можна здогадатися, що у ньому відбувається процес конвекції: з одного боку, речовина фотосфери, охолоджуючись лежить на поверхні, занурюється вглиб конвективної зони, з іншого боку, речовина у нижній частині отримує випромінювання із зони променевого перенесення і піднімається нагору. Вершинами конвективних потоків є нерівності на поверхні Сонця, які ми можемо бачити на фотографіях у вигляді зернистості.

Таким чином, можна провести деяку аналогію між процесами космічного масштабу та звичайним кипінням води в каструлі.

приклад 3.Процес утворення вітру.Схематично процес утворення вітру, т. е. руху повітряних мас, можна зобразити малюнку 4.

Рис. 4. Процес утворення вітру.

Зароджуються потоки вітру, як правило, поблизу водойм, і, перш за все, це явище пов'язане з різною теплопровідністюводи та землі (суші). Утворення вітру являє собою цикл із двох частин:

1. Вдень вода нагрівається повільно, а суша отримує тепло швидше, тобто. повітря над водою холодніше, його щільність і тиск вище, ніж над сушею, і вітер починає дмухати в бік суші через різниці тисків, що утворилася.

2. Вночі ж, коли суша все через ту саму різницю у властивостях теплопровідності остигає швидше, ніж вода, вітер починає дмухати. зворотний бік- з суші на водойму.

приклад 4.Явище виникнення тяги у пічній трубі.

Визначення.Тяга -це природний приплив повітря.

З поняттям тяги зустрічаються головним чином при розгляді конструкції та принципу роботи пічної труби (див. рис. 5).

Рис. 5. Конструкція пічної труби. Схема виникнення тяги

Найважливішим елементом печі є димова труба (3), саме вона забезпечує рухи конвективних потоків, які створюють тягу. В області топки (2) горить полум'я і розігріває повітря, у якого зменшується щільність, і він за законом Архімеда починає прямувати вгору трубою. Та область, з якої розігріте повітря почало рухатися вгору, повинна наповнитися холодним повітрям, яке надходить ззовні печі через дверцята (1). Таким чином, процес конвективної циркуляції повітря – відтік теплого з труби та приплив холодного з кімнати – і утворює тягу.

Цікаво помітити, що сила тяги залежить від багатьох параметрів конструкції печі, але найсильнішим чином – від довжини та матеріалу труби. Наприклад, якщо використовується залізна труба, як на малюнку 6, то тяга буде не такою сильною, тому що повітря встигне віддати своє тепло трубі в процесі підйому, охолоне і конвективний потік сповільниться. У цегляній трубі (див. мал. 7), теплопровідність якої значно менше залізної, повітря практично не встигатиме остигати, і швидкість конвективного потоку падати не буде, тобто тяга буде сильніше.

Як видно із зазначеного зауваження щодо матеріалу труби, для процесу утворення тяги важливим є не тільки явище конвекції, а й теплопровідності.

Приклад 5.Особливості конструкції термоса.Як багато хто знає, термос - це посудина, яка не дає остигати або нагріватися вмісту. Видів термосів безліч: одні призначені для вмісту рідин (гарячого чаю або кави), інші для перенесення гарячої їжі, треті, так звані термосумки, найчастіше використовуються для транспортування охолоджених напоїв (див. мал. 8), і т.д.

Рис. 8. Різні види термосів

Виникає питання, як влаштований термос, що він забезпечує термоізоляцію від навколишнього середовища тих продуктів, які в ньому знаходяться. Цікаво, що конструкція термоса передбачає обмеження активності всіх процесів теплопередачі, які можуть відбуватися між його вмістом та навколишнім середовищем. Для зручності зобразимо зразкову схему конструкції термоса на малюнку 9.

Однією з основних частин термоса є скляна колба (іноді залізна), яка має подвійну структуру (колба в колбі), і між її стінками відкачується повітря до створення досить сильного вакууму. Така конструкція колби дозволяє практично повністю захистити її від теплообміну з навколишнім середовищем за допомогою теплопровідності, тому що у вакуумі практично повністю відсутня речовина, що не дає можливості ефективно відбуватися цим теплообмінним процесам.

Для більшого ефекту теплоізоляції конструкція колби в термосі передбачає обмеження процесу втрати тепла шляхом випромінювання. Для цього внутрішня поверхня колби покривається тонким шаром олова (рідше срібла), що робить її дзеркальною і не дає випромінюванню залишити внутрішній простір колби.

Рис. 9. Конструкція термоса

Додаткову ізоляцію від теплопровідності забезпечує і матеріал футляра (корпуса), який в першу чергу несе захисну функцію і не дозволяє колбі розбитися, і прошарок повітря між футляром і зовнішньою стінкою колби, що має досить погані властивості теплопровідності.

Головним уразливим місцем для витоку тепла в термосі є його горловина, тому конструкції кришки приділяють окрему увагу. Кришка термоса, як правило, складається з гумової пробки, яка щільно прилягає до горловини при закриванні, і пористого матеріалу, розташованого всередині корпусу, який забезпечує додаткову теплоізоляцію.

На наведених прикладах ми з вами розглянули прояви різних способів теплопередачі в природі, а також застосування і навіть способи боротьби з ними в техніці. На наступному уроці ми введемо поняття, за допомогою якого ми будемо надалі вимірювати обсяги теплової енергії – кількість теплоти.

1. Генденштейн Л. Е., Кайдалов А. Б., Кожевніков В. Б. / За ред. Орлова Ст А., Ройзена І. І. Фізика 8. - М.: Мнемозіна.

2. Перишкін А. В. Фізика 8. – М.: Дрофа, 2010.

3. Фадєєва А. А., Засов А. В., Кисельов Д. Ф. Фізика 8. - М: Просвітництво.

1. Відкритий клас. Мережеві освітні товариства ().

2. Класна фізика для допитливих ().

1. Газгольдери – резервуари для зберігання опалювального газу – фарбують у сріблястий колір. Чому?

2. Які види теплообміну зведені до мінімуму у сучасних віконних системах?

3. Останнім часом набула популярності так звана «термосумка» (див. рис. 10). Усередині вона покрита схожим на металеву фольгу матеріалом, між «фольгою» та зовнішньою тканиною вкладений спінений поліуретан, а зверху сумка щільно накрита кришкою. Які види теплообміну в таких сумках зведені до мінімуму?

Рис. 10. Термосумка

4. Повітря прозоре, воно не поглинає сонячні промені, тому не може нагріватися безпосередньо ними. Чому ж літнього спекотного дня повітря досить гаряче?

КОМІТЕТ З НАРОДНОЇ ОСВІТИ

АДМІНІСТРАЦІЇ СОНЯЧНОГОРСЬКОГО МУНІЦИПАЛЬНОГО РАЙОНУ

МУНІЦИПАЛЬНЕ ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ УСТАНОВА

СЕРЕДНЯ ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА № 2 м. СОНЯЧНОМІРСЬКА

(МОУ ЗОШ № 2 м. Сонячногірська)

РОСІЯ 141503 Московська область м. Сонячногірськ Обухівський проїзд д. 2а

Тел./факс 994-11-13 E-mail: [email protected]

Методична розробка

уроку з фізики (8 клас)

«Види теплопередачі

у природі та техніці »

Вчитель фізики

Барська Антоніна Тимофіївна

Сонячногірськ

Методична розробка уроку фізики у 8-му класі "Види теплопередачі в природі та техніці"

Цілі уроку:

загальноосвітня:узагальнити основні знання на тему «Види теплопередачі», познайомити восьмикласників з проявами теплопровідності, конвекції, випромінювання в природі та техніці;

розвиваюча:продовжити формування у ключових умінь, що навчаються, мають універсальне значення для різних видів діяльності – виділення проблеми, прийняття рішення, пошуку, аналізу та обробки інформації;

виховна:виховувати колективізм, творче ставлення до дорученої справи.

Підготовча робота

Урок проводиться у вигляді захисту навчальних проектів з тем «Теплопровідність у природі та техніці», «Конвекція в природі та техніці», «Випромінювання в природі та техніці». Учні чи вчитель обирають керівника, який формує на добровільних засадах групу. Тема проекту визначається за згодою або в результаті жеребкування.
Завдання кожної групи включає теоретичне обґрунтування, експеримент, мультимедійну презентацію, випуск газети, фотозвіт.
Восьмикласники самостійно розподіляють обов'язки, здійснюють пошук та збирання інформації, її аналіз та подання, продумують план експерименту, готують необхідне обладнання для його виконання, обговорюють та пояснюють спостережуване.
У ході роботи над проектом вчитель та учні тісно співпрацюють, зокрема, проводяться консультації, на яких вчитель здійснює контроль та коригування діяльності учнів.

Оформлення уроку

Необхідно підготувати екран та мультимедійний проектор. На екран має бути спроектований слайд із назвою теми уроку. Обладнання для експериментів потрібно розмістити на демонстраційному столі. Газети, присвячені видам теплопередачі перед уроком можна вивісити в рекреації перед кабінетом фізики.

Хід уроку

I. Вступне слово вчителя

Доброго дня! Наш урок присвячений захисту навчальних проектів . Ми повторимо види теплопередачі, познайомимося з проявами теплопровідності, конвекції, випромінювання у природі та техніці.
Три групи обрали один із видів теплопередачі. Завдання включало теорію, експеримент, випуск газети та створення комп'ютерної презентації. За підсумками захисту група має підготувати фотозвіт. Зверніть увагу, що час захисту проекту не повинен перевищувати 10 хвилин.
Запишіть, будь ласка, у зошитах тему уроку та перенесіть графи узагальнюючої таблиці, яку необхідно заповнити, слухаючи виступи гуртів.

Вид теплопередачі	Що витримує енергію?	У якому середовищі відбувається?	Приклади в природі та техніці

ІІ. Захист проектів

Теплопровідність – вид теплопередачі, при якому енергія передається від одного тіла до іншого при зіткненні або від однієї частини до іншої.

Теплопровідність- вид теплообміну, у якому відбувається передача внутрішньої енергії частинок більш нагрітої частини тіла до частинок менш нагрітої частини.

Різні речовини мають різну теплопровідність. Теплопровідність у металів хороша. Наприклад, мідь використовується при влаштуванні паяльників. Теплопровідність сталі в 10 разів менша за теплопровідність міді. Малу теплопровідність мають деревина і деякі види пластмас. Ця їхня властивість використовується при виготовленні ручок для нагрівальних предметів, наприклад, чайників, каструль і сковорідок.

Погана теплопровідність має повсть, пористу цеглу шерсть, пух, хутро (зумовлена ​​наявністю між їх волокнами повітря), тому ці матеріали, поряд з деревиною, широко використовуються в житловому будівництві.

Як вам не здасться дивним, але і, сніг, особливо пухкий, має дуже погану теплопровідність. Цим пояснюється те, що порівняно тонкий шар снігу оберігає озимі посіви від вимерзання.

Тонкий шар повітря між шибками оберігає наше житло від холоду так добре, як і цегляна стіна. Це говорить про те, що повітря має погану теплопровідність. У рідин і газів теплопровідність дуже мала, але і в газах і в рідинах може передаватися тепло.

Експеримент

Демонстрація різної теплопровідності срібної ложки та ложки з нержавіючої сталі після нагрівання їх у гарячій воді.

Презентація«Теплопровідність у природі та техніці». Проект учнів.

Конвекція – вид теплопередачі, при якому енергія переноситься струменями газу та рідини.

Існує два види конвекції: природна та вимушена.

Природна конвекція – мимовільне охолодження, нагрівання, рух.

Вимушена конвекція – переміщення за допомогою насоса, мішалки тощо.

Конвекція у рідинах. Рідини та гази нагріваються знизу, тому що у них погана теплопровідність. У гарячих шарів рідини (газу) щільність зменшується, і вони піднімаються вгору, поступаючись місцем холоднішим. Виникає циркуляція («рух по колу») шарів.

Конвекція враховується під час встановлення опалювальних приладів: батареї розміщуються біля підлоги. В цьому випадку в кімнаті встановлюється конвекційний рух повітря.

У твердих тілах конвекції немає, тому що їх частки не мають великої рухливості. Багато проявів конвекції можна виявити у природі та житті людини. Конвекція також знаходить застосування у техніці.

Експеримент

Демонстрація горіння свічки, яку частково накривають скляним циліндром без дна (знизу залишають вільний простір); припинення горіння свічки при повному опусканні скляного циліндра.

презентація.«Конвекція у природі та техніці».

Випромінювання – вид теплопередачі, при якому енергія переноситься електромагнітними хвилями. Відбувається завжди і скрізь. Чи не задумувались ви над питанням: як передається сонячне тепло на Землю? Адже у космічному просторі немає ні твердих, ні рідких, ні газоподібних тіл. Отже, космічний простір неспроможна передавати тепло Сонця Землю ні шляхом теплопровідності, ні шляхом конвекції. Справа в тому, що тепло від Сонця до Землі передається також як сигнал з радіостанції приймачеві - електромагнітними хвилями. Тіла з темною поверхнею краще поглинають та випромінюють енергію, ніж тіла, що мають світлу поверхню. Досвід.

Експеримент

Обладнання: теплоприймач, гумова трубка, склянка з водою та електрична лампочка. При нагріванні темної поверхні у склянці з водою швидше з'являються бульбашки повітря, ніж нагрівання світлої поверхні.

Розв'яжіть завдання.

1. У каструлі з водою, поставленою на електроплиту, теплопередача у воді здійснюється переважно.

а. випромінюванням та конвекцією

б. конвекцією та теплопровідністю

в. теплопровідністю

м. Конвекцією

2. При виконанні вимірювань теплоємності тіла за допомогою калориметра можна отримати точніший результат, якщо в просторі між двома судинами калориметра знаходиться:
A) вакуум;
Б) повітря;
B) вода.

р. у всіх випадках А-Вточність вимірів однакова

3. Як нагрівається вода у чайнику, що стоїть на електричній плиті?

а. Нагрівання води в чайнику здійснюється переважно за рахунок поглинання випромінювання електричної плити.

б. Нагрівання води в чайнику здійснюється лише за рахунок явища теплопровідності.

в. Нагрівання води в чайнику відбувається за рахунок явища теплопровідності та конвекції.

г. Нагрівання води у чайнику відбувається лише за рахунок конвекції.

4. У однакові судини з холодною водою опустили нагріті до 1000С суцільні кулі однакового об'єму, першу посудину - з міді, а другий - з цинку. Після досягнення стану теплової рівноваги виявилось, що в судинах встановилася різна температура. В якій із судин виявиться більш висока температура?

а. У першій посудині, оскільки питома теплоємність міді більша за питому теплоємність цинку.

б. У першій посудині, оскільки щільність міді більша за щільність цинку.

в. У другій посудині, так як питома теплоємність цинку більша за питому теплоємність міді.

р. У другій посудині, оскільки щільність цинку більша за щільність міді.

5. У кімнаті на столі лежать пластмасова та металева кульки однакового.
обсягу. Яка з кульок на дотик здається холоднішою? Відповідь поясніть.

а. Металева кулька на дотик здається холоднішою.

б. Теплопровідність металевої кульки більша за теплопровідність пластмасової. Тепловідведення від пальця до металевої кульки відбувається інтенсивніше, це створює відчуття холоду.

6. Релігійні люди стверджують, що лише в день Великодня сонце при сході грає (диск сонця коливається, змінює свою форму та колір). Як пояснити видиме коливання диска сонця, що сходить?

Навесні ґрунт у різних місцях нагрітий по-різному і повітря над цими місцями має різну щільність, різний показник заломлення. Повітря внаслідок конвекції рухається, промені світла проходять крізь шари повітря зі змінним показником заломлення. Це спричиняє коливання видимого диска Сонця. «Гра» Сонця спостерігається будь-якого дня, коли виникає температурна, а отже, і оптична неоднорідність повітря.

І прояви даних видівв природі, техніціта побуті. Що було для...

Урок: 8 клас (Вчитель фізики ДолговаС. А.) Дата Тема: Види теплопередач

Урок

Дошка 2: Малюнок досвіду Особливості теплопередачі Вид теплопередачі? який вигляд теплопередачімає місце при вимірюванні... Обговорити приклади теплообміну в природіі техніці. підбити підсумок уроку Д/Р: §5-6. Доповідь « Видитеплообміну та їх особливості...

Пояснювальна записка. Ця робоча програма складена на основі зразкової програми з фізики основної загальної освіти VII

Пояснювальна записка

Знати: - особливості різних способів теплопередачі; - Приклади теплопередачів природіі техніціПальник, дріт, пластилін, цвяхи... його горизонтально; г) змінити не можна. 2. Який вигляд теплопередачіспостерігається при обігріванні кімнати батареєю.

Робоча програма з фізики для 8 класу складена відповідно до федерального компонента державного Стандарту (загальної, середньої) освіти з фізики,

Робоча програма

Способи виміру внутрішньої енергії 8. Види теплопередачі 9. Приклади теплопередачів природіі техніці. 10. Кількість теплоти. ... випромінюванням, особливості цього видупрояв у природіі техніцівивчених видів теплопередачі порівняльний аналіз. ...