Способи зміни теплопередачі у природі та техніці. Види теплопередачі. Приклади теплопередачі у природі та техніці. Запитання для перевірки
8 клас
Розділ: Теплові явища.
Узагальнення теми: Види теплопередачі. Приклади теплопередачі у природі та техніці»
Цілі і завданняуроку:
- У геології це повільне рух матеріалу нижче земної кори.
- Вода, що кипить - тепло переходить з пальника в горщик, нагріваючи воду внизу.
- Радіатор - Нагнітає тепле повітря зверху і малює холодніше повітря внизу.
- Чашка гарячого чаю - Пара показує тепло, переноситься у повітря.
- Коли плавлення – тепло переміщається на лід з повітря.
- Конвекція мантії.
- Саме тому тектонічні плити поступово переміщаються навколо Землі.
- Гарячий матеріал додається на зростаючі краї пластини, а потім охолоджується.
Узагальнення матеріалу на тему: «Види теплопередачі».
Перевірити вміння та навички учнів на тестових завданнях вирішувати завдання на цю тему.
Навчити бачити прояви вивчених закономірностей у житті, розширити уявлення учнів про фізичну картину світу з прикладу теплопередачі у природі і техніці, розширити кругозір учнів.
Щоденні приклади конвекції
Конвекція відбувається, коли тепло передається через газ або рідину гарячішим матеріалом, що рухається в більш прохолодну область. У метеорології це передача тепла та інших атмосферних властивостей рухом мас повітря, особливо у напрямку нагору. Потім ця гаряча вода піднімається, і холодніша вода переміщається вниз, щоб замінити її, викликаючи круговий рух. Це спричиняє плавлення від твердого до рідкого. Повітряна куля - нагрівач усередині балона нагріває повітря і повітря піднімається вгору. Це змушує балон підніматися, тому що гаряче повітря потрапляє усередину. Коли пілот хоче спуститись, він вивільняє частину гарячого повітря, а холодне повітря забирає його, змушуючи балон опускатися. Заморожена речовина розморожується. Заморожені продукти швидше розморожуються під проточною холодною водою, якщо він поміщений у воду. Дія проточної води швидше переносить тепло в їжу.
Конвекція у метеорології та геології
Кам'яниста мантія Землі повільно рухається через конвекційні струми, які передають тепло від внутрішньої поверхні Землі до поверхні. На краях споживання матеріал стає щільним, скорочуючись від тепла і занурюючись у землю в океанському траншеї. Це викликає утворення вулканів. Океанічна циркуляція - Тепла вода навколо екватора циркулює до полюсів, а холодніша вода на полюсах рухається до екватора. Ефект стека - також згадується як ефект димаря, це рух повітря в і з будівель, димоходів або інших предметів через плавучість. У цьому випадку плавучість відноситься до різних щільностей повітря між повітрям усередині та зовнішнім повітрям. Сила плавучості збільшується через більшу висоту конструкції та більшу різницю між рівнем тепла всередині та зовні повітря. Конвекція зірки – зірка має зону конвекції, де енергія переміщується конвекцією. Поза ядром - зона випромінювання, в якій плазма рухається. Конвекційний струм утворюється, коли плазма піднімається і охолоджена плазма спускається. Гравітаційна конвекція. Це показує, що суха сіль дифундує вниз у вологий ґрунт, тому що прісна вода плавуча у солоній воді. Примусова конвекція - тут використовується вентилятор, насос або пристрій для полегшення конвекції. Кондиціювання повітряЦентральне обігрівСтеплові турбіниТеплообмінникиАеродинамічний нагрів з використанням пропелерів у рідиніКарсовий радіатор з використанням рідиниВихідна циркуляція у теплих закривавлених тваринУдарні хвилі, що надходять з конвекційної печі вибуху.Навчити самостійності мислення, уміння виступати перед великою аудиторією.
Розвивати в учнів активну навчальну діяльність, вміння порівнювати та аналізувати отримані знання. Розвивати комунікативні здібності, усне мовлення учнів; розширити пізнавальний інтерес учнів.
6. Навчити користуватися інформаційними засобами та обробляти видобутий матеріал.
Що витримує енергію?
Щоб краще зрозуміти, коли і як відбувається займання та згоряння внаслідок лісової пожежі, нам необхідно обговорити пов'язані з ним фізичні процеси. Зверніть увагу, що передача тепла відноситься до фізичних процесів, за допомогою яких теплова енергіяпереміщається в паливо, що не згоріло, і через нього.
Належить до фізичного процесу, за допомогою якого теплова енергія переміщається з однієї області в іншу. Наведені вище методи теплопередачі ілюструють різні способитеплопередачі. Філії над вогнем отримують тепло конвекцією та випромінюванням. Деревоподібні стовбури та кущі одержують тепло від випромінювання від вогню. Палива на землі попередньо нагріваються в результаті провідності та випромінювання. Підігрів палива може відбуватися одночасно всіма цими способами, залежно від розташування чи завантаження палива.
Клас розбитий на групи. Кожна група працює на певну тему. Час роботи 2 тижні. Йде вибір матеріалів для створення презентації, проекту з різних джерел інформації (додаткова література, Інтернет-ресурси). Деякі учні, за бажанням, працюють індивідуально.
Створення презентації, проекту. Консультації.
Загальні методи теплопередачі
Ми наголосили на важливості променистого теплообміну при підігріві палива та поширенні вогню. Скільки тепла буде одержано паливом перед вогнем? Ну, це залежить від інтенсивності вогню та відстані, але скільки? Першим загальним методом теплопередачі є провідність. Проведення – це передача тепла від однієї молекули матерії до іншої. Прикладом цього є вогонь, що тліє, через твердий шматок палива. Оскільки деревина зазвичай є поганим провідником тепла, провідність є найменш важливим методом із трьох.
Попередній захист роботи.
Форми та методи роботи:
Вступна розмова;
Фронтальне опитування;
Презентація (проект)
Проміжний контроль у формі тестового опитування;
Аналіз та коригування знань;
Як додатковий ілюстративний матеріал показ анімації та інтерактивних моделей «Теплопередача», «Вивчення різної теплопровідностіматеріалів», «Денний та нічний бризи».
Це передача тепла внаслідок руху повітря. Це природне плавуче піднесення теплого повітря над джерелом тепла, яке викликає автоматичну циркуляцію в повітряній масі. Приклади примусової конвекції - це поширення вогню з поверхневого палива повітряне паливо, а стовпці диму високо піднімаються в атмосферу. Конвекція включає прямий контакт полум'я, потужний процес теплопередачі, особливо при пожежі голови.
Радіація - це передача теплової енергії променем, що проходить від джерела тепла до матеріалу, що поглинає. Прикладами є тепло, отримане від сонця, і попереднє нагрівання палива перед палаючим фронтом. Радіація від вугілля, що світиться, або полум'я дуже сильна. Саме тому пожежники часто повинні захищати відкриту шкіру. Радіація є основним джерелом теплопередачі у підпорі. Чи є приклади, наведені для трьох методів теплопередачі, як зв'язок між займанням, інтенсивністю вогню та швидкістю розповсюдження?
Ресурси та матеріали:
Комп'ютер.
Мультимедійний проектор.
Диск із анімаціями.
Програма: Microsoft Office PowerPoint 200 3.
ПЛАН УРОКУ:
-1 хв.
Фізична атака -10 хв.: повторення теоретичного матеріалу.
Узагальнення пройденого матеріалу -15 хв. ( роботи учнів, анімації).
Ну, вони повинні, тому що поведінка вогню є наслідком і залежить від способу та кількості передачі теплової енергії у середовищі вогню. Існує четвертий метод розповсюдження вогню, який викликає велику стурбованість у пожежників. Це масове перенесення пожежних бригад, які можуть виникати внаслідок конвекції, вітру чи гравітації. Невелике вугілля матеріалу можна піднімати в конвекційній колоні і переноситися на деяку відстань перед вогнем. Вітер, крім сильних конвекційних течій, може нести вугілля або вогняні брати на значних відстанях від підвітряної сторони від вогню.
Виконання тестового завдання – 8 хв. (2 варіанти).
Перевірка результатів –4 хв.
Підсумок уроку. Рефлексія -5 хв.
Завдання додому -2 хв.
ХІД УРОКУ.
1. Введення.
2. Фізична атака – ( ).
3. Узагальнення теми «Види теплопередачі»:
1) захист кращого учнівського проекту чи презентації – ( ) -1 приклад.
Вітер без конвективного підйому призведе до коротшого виявлення вогнепальної зброї. Гравітація також відповідає за виявлення вогнепальної зброї, але завжди вниз схилом. Як правило, чим крутіше нахил, тим більше проблем з плямами від матеріалів, що горять. різного розмірускочується вниз по схилу. У кожному з цих випадків ми маємо справу з новими займаннями поза периметром вогню, а не з нормальним зростанням вогню.
Визначення потенційної поведінки Вогню
Чому деякі пожежі залишаються маленькими, інші стають дуже швидкими? Що відбувається, коли вогонь стає більшим за розміром та інтенсивністю? Як вогонь взаємодіє із навколишнім середовищем? Нехай спочатку розглянемо рівень пожежного середовища. Для дуже невеликої пожежі навколишнє середовище вогню обмежене кількома ногами горизонтально та вертикально. У міру того, як вогонь зростає у розмірах, змінюється і рівень впливу навколишнього середовища. У великому вогні пожежне середовище може простягатися на багато миль горизонтально і на тисячі футів по вертикалі.
2) показ анімації та інтерактивних моделей «Теплопередача», «Вивчення різної теплопровідності матеріалів», «Денний та нічний бризи».
4. Виконання тестових завдань . Використовується комп'ютерний варіант – тести – ( ).
5. Перевірка тестів(Проводиться самоперевірка або можна зробити перевірку, помінявшись з сусідом роботами).
Величезні пожежі високої інтенсивності, великі чи малі за розмірами, зазвичай, значно впливають на атмосферу по вертикалі. Про це свідчать їхні конвекційні колони. Як правило, три фактори визначають рівень вертикального розвитку конвекції або димової колони пожежі: це теплова енергія, що виділяється при пожежі, нестабільність нижньої атмосфери і вітер вгору.
Високоінтенсивний вогонь створить набагато сильніші зміни, які допоможуть накопичити конвекційні колони на багато тисяч футів в атмосферу. Це іноді називають тривимірним вогнем. Пожежі низької інтенсивності створять слабкі підйоми на краю вогню, які підживлюватимуть низький, слабкий дим або конвекційну колону над вогнем. Це ми іноді називаємо двовимірним вогнем.
Забезпечення швидкої перевірки, а найголовніше, кожен учень має можливість відразу дізнатися результат своєї роботи і те, на які питання йому необхідно звернути увагу.
Підсумок уроку. Рефлексія.
Що ж, наш урок підходить до завершення. У тій атмосфері та обстановці, в якій ми сьогодні працювали, кожен із вас почував себе по-різному. І зараз мені хотілося б, щоб ви оцінили, яка частина уроку була найцікавішою (висловлювання учнів).
Ці зображення ілюструють відкриті та закриті пожежні середовища. Зліва ми бачимо вогонь, що горить на всіх рівнях рослинності і піддається впливу різних вітрів та інших погодних елементів. На нього легко впливатимуть будь-які атмосферні зміни, і поведінка вогню може різко змінитися в результаті зміни вітру і т.д. праворуч вогонь горить під пологом лісу. Це дещо схоже на структурну пожежу, що спалюється всередині будівлі. Умови зовні будівлі відносно мало впливають на вогонь усередині. Такі пожежі, як правило, залишаються низькими за інтенсивністю.
Вирішувати загадки можна вічно.
Адже всесвіт нескінченний.
Дякую всім нам за урок,
А головне, щоб він про запас!
Мені дуже сподобалося працювати з вами. А тепер давайте підіб'ємо підсумки вашої роботи на сьогоднішньому уроці (виставлення оцінок).
7. Завдання додому:§1, стор.178. Зобразити на папері фізичні явища, що спостерігалися та обговорювалися на уроці, можна у веселих картинках, коміксах
Однак, як тільки вогонь виривається з будівлі або виходить через лісовий покрив, інтенсивність та розповсюдження вогню можуть різко зростати, оскільки зовнішні атмосферні умови впливають на вогонь. Пам'ятайте, що будь-яка лісова пожежа є джерелом тепла, яке може і взаємодіятиме з його природним середовищем. Розмір цієї сфери впливу залежатиме від розміру та інтенсивності чи виходу теплової енергії від вогню. Фізичне розташування вогню та ефект укриття від навколишнього ландшафту та рослинності часто є фактором, що сприяє потенційній поведінці цього вогню.
Список літератури:
Прояненкова Л.А., Стефанова Г.П., Крутова І.А. Уроки фізики на тему «Теплові явища». Астрахань, 2003.
М.Є. Тульчинський. Якісні питання та завдання з фізики.
Підручник з фізики 8 кл. Перишкін А.В.
В.М. Ланзі. Експериментальні завдання з фізики на кмітливість.
А.В.Усова. Методика викладання фізики у 7-8 класах.
Давайте ще раз порівняємо пожежі низької інтенсивності із пожежами високої інтенсивності. Ми можемо узагальнити, сказавши, що при малої інтенсивностівогню навколишнє середовище переважно контролює вогонь. Сфера впливу дуже мала, і вогонь викликає лише невелику модифікацію погодних елементів у безпосередній близькості до пожежі. З іншого боку, пожежі високої інтенсивності можуть значною мірою контролювати навколишнє середовище. Сфера впливу стає набагато більшою, а пожежі високої інтенсивності можуть значно змінювати елементи погоди поблизу та поряд з вогнем.
А.Е.Марон, Є.Ф.Марон. Дидактичний матеріал із фізики. 8 клас.
Іванов Віталій 8 "з"
Презентація до реферату учня 8 "з" класу, Іванова Віталія. У презентації наочно розібрано питання теплопередачі в природі та техніці.
Завантажити:
Попередній перегляд:
Щоб користуватися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис ( обліковий запис) Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com
- Навколишнє середовище контролює вогонь.
- Сфера впливу дуже мала.
- Невелика модифікація погодних елементів поблизу вогню.
- Вогонь може контролювати довкілля.
- Сфера впливу стає більшою.
- Може значно змінювати погодні елементи поблизу або поряд з вогнем.
Підписи до слайдів:
«Приклади теплопередачі у природі та техніці» Виконав Іванов Віталій 8 "з"
Вступ
Основні поняття Процес зміни внутрішньої енергії без роботи над тілом чи самим тілом називається теплопередачею. Перенесення енергії від нагрітих ділянок тіла до менш нагрітим внаслідок теплового руху та взаємодії частинок називається теплопровідністю. При конвекції енергія переноситься самими струменями газу чи рідини. Випромінювання - процес передачі теплоти шляхом променевипускання. Передача енергії випромінюванням відрізняється від інших видів теплопередачі тим, що може здійснюватися у повному вакуумі.
Основні поняття
Приклади теплопередачі в природі та техніці
Вітри Усі вітри в атмосфері є конвекційними потоками величезного масштабу.
Вітри Конвекцією пояснюються, наприклад, вітри бризи, що виникають на берегах морів. У літні дні суша прогрівається сонцем швидше, ніж вода, тому повітря над сушею нагрівається більше, ніж над водою, його щільність зменшується і тиск стає менше тиску холоднішого повітря над морем. В результаті, як у судинах, холодне повітря по низу з моря переміщається до берега - дме вітер. Це і є денний вітер. Вночі вода охолоджується повільніше, ніж суша, і над сушею повітря стає холоднішим, ніж над водою. Утворюється нічний бриз – рух холодного повітря від суші до моря.
Ми знаємо, що без припливу свіжого повітря горіння палива неможливе.
Тяга Якщо в топку, в піч, в трубу самовару не надходитиме повітря, то горіння палива припиниться. Зазвичай використовують природний приплив повітря – тягу. Для створення тяги над топкою, наприклад, у котельнях фабрик, заводів, електростанцій, встановлюють трубу. При горінні палива повітря у ній нагрівається. Значить, тиск повітря, що знаходиться в топці та трубі, стає меншим за тиск зовнішнього повітря. Внаслідок різниці тисків холодне повітря надходить у топку, а тепле піднімається вгору - утворюється тяга.
Чим вище труба, споруджена над топкою, тим більша різниця тисків зовнішнього повітря та повітря в трубі. Тому тяга посилюється зі збільшенням висоти труби.
Опалення та охолодження житлових приміщень Жителі країн, розташованих у помірних та холодних поясах Землі, змушені обігрівати своє житло.
Опалення та охолодження житлових приміщень У країнах, розташованих у тропічних та субтропічних поясах, температура повітря навіть у січні досягає +20 і +30 С. Тут застосовують пристрої, що охолоджують повітря у приміщеннях. І нагрівання, і охолодження повітря в приміщеннях ґрунтується на конвекції.
Опалення та охолодження житлових приміщень Охолоджувальні пристрої доцільно розташовувати нагорі, ближче до стелі, щоб здійснювалася природна конвекція. Адже холодне повітря має щільність більшу, ніж тепле, і тому опускатиметься.
Опалення та охолодження житлових приміщень Обігрівальні прилади мають у своєму розпорядженні внизу. У багатьох сучасних великих будинках влаштовують водяне опалення. Циркуляція води в ньому та прогрівання повітря в приміщенні відбуваються за рахунок конвекції.
Опалення та охолодження житлових приміщень Якщо установка для обігріву будівлі знаходиться в ній, то в підвальному поверсі встановлюють котел, в якому нагрівають воду. за вертикальній трубі, що відходить від котла, гаряча вода піднімається в бак, який зазвичай поміщають на горищі будинку. Від бака проводять систему розподільчих труб, якими вода проходить в радіатори, що встановлюються на всіх поверхах, вона віддає їм своє тепло і повертається в котел, де знову підігрівається. Так відбувається природна циркуляція води – конвекція.
Опалення та охолодження житлових приміщень У великих будівлях використовуються складніші установки. Гаряча водаподається відразу до кількох будівель з котла, встановленого у спеціальному приміщенні. Воду женуть в. будівлі з допомогою насосів, т. е. створюють штучну конвекцію.
Теплопередача та рослинний світ Температура нижнього шару повітря та поверхневого шару ґрунту має велике значеннядля розвитку рослин.
Теплопередача та рослинний світ У прилеглому до Землі шарі повітря та верхньому шарі ґрунту відбуваються зміни температури. Вдень ґрунт поглинає енергію та нагрівається, вночі, навпаки, охолоджується. На її нагрівання та охолодження впливає присутність рослинності. Так, темний, зораний ґрунт сильніше нагрівається випромінюванням, але швидше і охолоджується, ніж ґрунт, вкритий рослинністю.
Теплопередача та рослинний світ 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 ранньою весноюможливі заморозки на ґрунті. Якщо ж погода хмарна, то хмари закривають Землю та відіграють роль своєрідних екранів, що захищають ґрунт від втрати енергії шляхом випромінювання.
Теплопередача та рослинний світ 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.
Теплопередача та рослинний світ Скло добре пропускає видиме сонячне випромінювання, яке, потрапляючи на темний ґрунт, нагріває його, але гірше пропускає невидиме випромінювання, що випускається нагрітою поверхнею Землі. Крім того, скло (або плівка) перешкоджає руху теплого повітря вгору, тобто здійснення конвекції. Таким чином, скло теплиць діє як «пастка» енергії. Усередині теплиць температура вища, ніж незахищеному грунті, приблизно 10 °З.
Термос Теплопередача від більш нагрітого тіла до холоднішого призводить до вирівнювання їх температур.
Тому якщо в кімнату внести, наприклад, гарячий чайник, то він охолоне. Частина його внутрішньої енергії перейде до навколишніх тіл. Щоб перешкодити тілу остигати чи нагріватися, потрібно зменшити теплопередачу. При цьому прагнуть зробити так, щоб енергія не передавалася жодним із трьох видів теплопередачі: конвекцією, теплопровідністю та випромінюванням.
Термос Він складається із скляної посудини з подвійними стінками. Внутрішня поверхня стінок покрита блискучим металевим шаром, а з простору між стінками судини викачано повітря. Позбавлений повітря простір між стінками не проводить тепло, блискучий шар, внаслідок відбиття, перешкоджає передачі енергії випромінюванням. Щоб захистити скло від пошкоджень, термос поміщають у картонний чи металевий футляр. Посудину закупорюють пробкою, а зверху футляра нагвинчують ковпачок.
Дякую за увагу!