План- конспект
открытого урока физики в 8 «Е» классе
МОУ гимназии №77 г. о. Тольятти
учителя физики
Ивановой Марии Константиновны
Тема урока:
Решение задач на расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении.
Дата проведения:
Цель урока:
отработать практические навыки расчета количества теплоты, необходимого для нагревания и выделяемого при охлаждении;
развивать навыки счёта, совершенствовать логические умения при анализе сюжета задач, решении качественных и расчётных задач;
воспитывать умение работать в парах, уважать мнение оппонента и отстаивать свою точку зрения, соблюдать аккуратность при оформлении задач по физике.
Оборудование урока:
компьютер, проектор, презентация по теме (Приложение №1), материалы единой коллекции цифровых образовательных ресурсов.
Тип урока:
решение задач.
13 EMBED PowerPoint.Slide.8 1415
«Суньте палец в пламя от спички, и вы испытаете ощущение, равного которому нет ни на небе, ни на земле; однако все, что произошло, есть просто следствие соударений молекул».
Дж. Уилер
Ход урока:
Организационный момент
Приветствие учащихся.
Проверка отсутствующих учащихся.
Сообщение темы и целей урока.
Проверка домашнего задания.
1. Фронтальный опрос
Что называется удельной теплоемкостью вещества? (Слайд №1)
Что является единицей удельной теплоемкости вещества?
Почему водоемы замерзают медленно? Почему с рек и особенно озер долго не сходит лед, хотя давно стоит теплая погода?
Почему на Черноморском побережье Кавказа даже зимой достаточно тепло?
Почему многие металлы остывают значительно быстрее воды? (Слайд №2)
2. Индивидуальный опрос (карточки с разноуровневыми заданиями для нескольких учащихся)
Изучение новой темы.
1. Повторение понятия количества теплоты.
Количество теплоты - количественная мера изменения внутренней энергии при теплообмене.
Количество теплоты, поглощаемое телом, принято считать положительным, а выделяемое – отрицательным. Выражение «тело обладает некоторым количеством теплоты» или «в теле содержится (запасено) какое- то количество теплоты» не имеет смысла. Количество теплоты можно получить или отдать в каком- либо процессе, но обладать им нельзя.
При теплообмене на границе между телами происходит взаимодействие медленно движущихся молекул холодного тела с быстро движущимися молекулами горячего тела. В результате кинетические энергии молекул выравниваются и скорости молекул холодного тела увеличиваются, а горячего уменьшаются.
При теплообмене не происходит превращения энергии из одной формы в другую, часть внутренней энергии горячего тела передается холодному телу.
2. Формула количества теплоты.
Выведем рабочую формулу, чтобы решать задачи по расчету количества теплоты: Q = cm (t2- t1) - запись на доске и в тетрадях.
Выясняем, что количество теплоты, отданное или полученное телом зависит от начальной температуры тела, его массы и от его удельной теплоемкости.
На практике часто пользуются тепловыми расчетами. Например, при строительстве зданий необходимо учитывать, какое количество теплоты должна отдавать зданию вся система отопления. Следует также знать, какое количество теплоты будет уходить в окружающее пространство через окна, стены, двери.
3. Зависимость количества теплоты от различных величин.(Слайды №3, №4, №5,№6)
4. Удельная теплоёмкость (Слайд №7)
5. Единицы измерения количества теплоты (Слайд №8)
6. Пример решения задачи на расчёт количества теплоты (Слайд №10)
7. Решение задач на расчёт количества теплоты на доске и в тетрадях
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Выясняем также, что если между телами происходит теплообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел. Для этого используем пример решенной задачи из § 9 учебника.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Динамическая пауза.
IV. Закрепление изученного материала.
1. Вопросы для самоконтроля (Слайд №9)
2. Решение качественных задач:
Почему в пустынях днем жарко, а ночью температура падает ниже 0°С? (Песок обладает малой удельной теплоемкостью, поэтому быстро нагревается и охлаждается.)
По куску свинца и куску стали, той же массы ударили молотком одинаковое число раз. Какой кусок нагрелся больше? Почему? (Кусок свинца нагрелся больше, т. к. удельная теплоемкость свинца меньше.)
Почему железные печи скорее нагревают комнату, чем кирпичные, но не так долго остаются теплыми? (Удельная теплоемкость меди меньше, чем у кирпича.)
Медной и стальной гирькам одинаковой массы передали равные количества теплоты. У какой гирьки температура изменится сильнее? (У медной, т.к. удельная теплоемкость меди меньше.)
На что расходуется больше энергии: на нагревание воды или на нагревание алюминиевой кастрюли, если их массы одинаковы? (На нагревание воды, т. к. удельная теплоемкость воды большая.)
Как известно, железо имеет большую удельную теплоемкость, чем медь. Следовательно, жало пальника, изготовленное из железа, обладало бы большим запасом внутренней энергии, чем такое же жало из меди, при равенстве их масс и температур. Почему, несмотря на это, жало паяльника делают из меди? (Медь обладает большой теплопроводностью.)
Известно, что теплопроводность металла значительно больше теплопроводности стекла. Почему же тогда калориметры делают из металла, а не из стекла? (Металл обладает большой теплопроводностью и малой удельной теплоемкостью, благодаря этому температура внутри калориметра быстро выравнивается, а на нагревание его затрачивается мало тепла. Кроме того, излучение металла значительно меньше излучения стекла, что уменьшает потери тепла.)
Известно, что рыхлый снег хорошо предохраняет почву от промерзания, потому что в нем заключено много воздуха, который является плохим проводником тепла. Но ведь и к почве, не покрытой снегом, прилегают слои воздуха. Отчего же в таком случае она сильно не промерзает? (Воздух, соприкасаясь с непокрытой снегом почвой, все время находится в движении, перемешивается. Этот движущийся воздух отнимает от земли тепло и усиливает испарение из нее влаги. Воздух же, находящийся между частицами снега, малоподвижен и, как плохой проводник тепла, предохраняет землю от промерзания.)
3. Решение расчетных задач
Первые две задачи решаются высокомотивированными учащимися у доски с коллективным обсуждением. Находим правильные подходы в рассуждениях и оформлении решения задач.
Задача №1.
При нагревании куска меди от 20°С до 170°С Было затрачено 140000 Дж тепла. Определить массу меди.
Задача №2
Чему равна удельная теплоемкость жидкости, если для нагревания 2 л её на 20°С потребовалось 150000 Дж. Плотность жидкости 1,5 г/смі
Ответы на следующие задачи учащиеся находят в парах:
Задача №3.
Два медных шара массами mo и 4mo нагревают так, что оба шара получают одинаковое количество теплоты. При этом большой шар нагрелся на 5°C Насколько нагрелся шар меньшей массы?
Задача №4.
Какое количество теплоты выделяется при охлаждении 4 мі льда от 10°C до– 40°C?
Задача №5.
В каком случае потребуется для нагревания двух веществ большее количество теплоты, если нагрев двух веществ одинаков
·t1 =
·t2 Первое вещество- кирпич массы 2 кг и с =880Дж/кг
· °C , и латунь - масса 2 кг и с = 400 Дж/кг
· °C
Задача №6.
Стальной брусок массы 4 кг нагрели. При этом было затрачено 200000 Дж тепла. Определите конечную температуру тела, если начальная температура равна t0 = 10°C
При самостоятельном решении задач у учеников, это естественно, возникают вопросы. Наиболее часто задаваемые вопросы разбираем коллективно. На те вопросы, которые носят частный характер, даются индивидуальные ответы.
Рефлексия. Выставление отметок.
Учитель: Итак, ребята, чему вы сегодня научились на уроке и что узнали нового?
Примерные ответы учащихся:
Отработали навыки решения качественных и расчётных задач по теме «Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела и выделяемого при охлаждении».
Убедились на практике в том, как перекликаются и связаны такие предметы как физика и математика.
Задание на дом:
Прочитать §9.
Решить задачи № 1024, 1025, из сборника задач В.И. Лукашика, Е. В. Ивановой.
Самостоятельно придумать задачу на расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении.
Урок в 8 классе
Практическая работа по теме:
«Расчет количества теплоты необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении. Нахождение удельной теплоемкости вещества».
Цель: Научить рассчитывать количество теплоты.
Задачи:
1.Отработка практических навыков расчета количества теплоты, необходимого для нагревания и выделяемого при охлаждении.
2. Развитие навыков счета.
3.Совершенствование навыков оформления задач по физике.
План:
Вводномативационный
Приветствие, постановка цели урока, деление на малые группы.
Актуализация знаний
Основной
Экспериментальное задание.
Решение задач
Оценивание
Уровневое по карточкам
Рефлексия
Ход урока:
Вводномативационный
Здравствуйте ребята!
Всем нам известно, что без тепла нет жизни. Но слишком сильный холод и жара разрушает всё живое. Все тела, даже глыбы льда, излучают энергию, но слабо нагретые тела излучают мало энергии, и это излучение не воспринимается человеческим глазом.
В восемнадцатом веке многие учёные считали, что теплота – это особое вещество «теплород», невесомая «жидкость», содержащаяся в телах. Сейчас мы знаем, что это не так. Сегодня мы будем говорить о теплоте и тепловых явлениях, а также научимся рассчитывать количество теплоты, необходимое для нагревания тела и выделяющееся при его охлаждении.
деление на малые группы На ваших столах лежат стикеры разного цвета пересядьте пожалуйста желтые на правый ряд, зеленые на левый ряд.
2. Актуализация знаний Решение качественных задач.(на постере)
2.1 Из русской сказки “Лисичка - сестричка и серый волк”. Волк пошел на реку, опустил хвост в прорубь и начал приговаривать: “ Ловись, рыбка, и мала и велика! Ловись, рыбка и мала и велика!”. Вслед за ним и лиса явилась; ходит около волка да причитывает: “ Ясни, ясни на небе звезды! Мерзни, мерзни волчий хвост!”. Хвост и примерз. Каким путем покинуло тепло хвост волка? (Излучением).
2.2 Из алтайской сказки “ Горностай и заяц”. Молча думал свою думу мудрый медведь. Перед ним жарко трещал большой костер, над огнем на железном треножнике стоял золотой котел с семью бронзовыми ушками. Этот свой любимый котел медведь никогда не чистил: боялся, что вместе с грязью счастье уйдет, и золотой котел был всегда ста слоями сажи как бархатом покрыт. Влияло ли на нагревание воды то, что котел был покрыт “ ста слоями сажи”? (Да, так как сажа пористая, то нагревание воды будет происходить медленнее)
2.3 Перед тем как взлететь, ночная бабочка довольно долго подрагивает крылышками. Почему? (Бабочка “разогревается”, подобно спортсмену, делающему разминку перед стартом. Часть совершаемой ею механической работы идет на увеличение внутренней энергии).
2.4 Фокус «Несгораемая бумага». Гвоздь плотно оборачивают бумагой и нагревают в пламени спиртовки. Бумага не горит. Почему? (Железо обладает большой теплопроводностью, поэтому практически всё тепло передаётся гвоздю, и бумага не сгорает)..
3. Основной (Экспериментальное задание).
Опыт с полосатым стаканом 1 группа
Стакан из тонкого стекла оклеиваю изнутри полосками белой и черной бумаги одинаковой ширины. Снаружи к стакану приклеиваю пластилином на одной высоте кнопки по одной против каждой белой и черной полоски.
Ставлю стакан на блюдце и в него свечу строго в центр. Зажигаю свечу.
Через некоторое время кнопки начинают отпадать. Объясните результаты опыта. (Ответ: Сначала отпадут те кнопки, которые приклеены против черных полосок бумаги, так как здесь стекло больше нагревается, черные поверхности больше поглощают энергию падающего на них излучения, чем белые).
Опыт со льдом 2 группа
Опустите кусочек льда в теплую воду вычислив ее температуру до плавления льда, массу воды со льдам вычислите с помощью электронных весов. Определите количество теплоты выделяемое при охлаждении воды.
Запись и пояснение формулы для расчета количества теплоты (ученик)
Решение задач
4. Оценивание
Суммативное, критериальное (таблица оценивания)
Таблица оценивания
Фамилия Имя _______________________________________
| задания | Критерии оценивания | отметка |
| Решение качественных задач(пояснение их на постере) | «5» - работа на постере, правильное пояснение ответа, знание определения. «4» - работа на постере, правильное пояснение ответа. «3» - работа на постере, предложение идей. | |
| Экспериментальное задание | «5» - правильное выполнения эксперимента, знание определения, правильное пояснение ответа. «4» - правильное выполнения эксперимента, правильное пояснение ответа. «3» - правильное выполнения эксперимента, предложение идей. | |
| Запись и пояснение формулы для расчета количества теплоты | «5» - правильная запись формулы, Знание названий букв и их обозначений, знание единиц измерений физических величин. «4» - правильная запись формулы, Знание названий букв и их обозначений «3» - правильная запись формулы или Знание названий букв и их обозначений, знание единиц измерений физических величин. | |
| Решение задач | «5» - Правильное оформление задачи, хороший устный счет, знание формулы, вывод формулы «4» - Правильное оформление задачи, знание формулы, вывод формулы «3» - Правильное оформление задачи, знание формулы | |
| Результат |
5. Д/з Уровневое по карточкам
Уровень «3»
Что называется удельной теплоемкостью вещества?
Что является единицей удельной теплоемкости вещества?
Удельная теплоемкость меди 400 Дж/кг*С. Что это означает?
Пользуясь таблицей в учебнике, определите, какое вещество имеет самую большую удельную теплоемкость, а какое вещество самую маленькую теплоемкость?
Напишите формулу для расчета количества теплоты.
Уровень «4»
1. Из какой посуды удобнее пить горячий чай: из алюминиевой кружки или фарфоровой кружки? Почему?
2. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг цинка на 2 0 С?
3. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания чугунного утюга массой 1.5 кг для изменения его температуры на 20 0 С.
Уровень «5»
Если у вас имеются два непроградуированных термометра, как определить, какой из них нагрет больше другого?
Сравните количество теплоты, которое потребуются для нагревания на 20 0 С железного и свинцового брусков, если: а) масса брусков одинаковы; б) объемы брусков одинаковы.
Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания чугунного утюга массой 2 кг для изменения его температуры на 200 0 С.
Рефлексия
Я работал на уроке на оценку…..
Я подтвердил свои знания………..
Задания были:
Мне под силу
Я не понял материал……
Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении
Тепловые явления
В ходе этого урока все желающие смогут получить представление о теме «Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении». Здесь мы продолжим изучение тепловых явлений и поговорим о выделении количества теплоты, при нагревании или охлаждении тела. Мы узнаем, что эта величина зависит от массы тела, от разности температур и от удельной теплоемкости вещества. Рассмотрим формулы, связывающие эти величины. И разберем решение одной задачи на нахождение требуемого количества теплоты для заданных условий.
Тема : Тепловые явления
Урок : Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении
Данный урок посвящён вычислению количества теплоты при нагревании тела или выделяемого им при охлаждении.
Умение вычислять необходимое количество теплоты является очень важным. Это может понадобиться, к примеру, при вычислении количества теплоты, которое необходимо сообщить воде для обогрева помещения. Или количество теплоты, которое выделяется при сжигании топлива в различных двигателях.
Для вычисления количества теплоты необходимо знать три вещи:
1. Масса тела (которую, обычно, можно измерить с помощью весов).
2. Разность температур, на которую необходимо нагреть тело или охладить его (обычно измеряется с помощью термометра).
3. Удельная теплоёмкость тела (которую можно определить по таблице).
Формула, по которой вычисляется количество теплоты, выглядит следующим
В этой формуле фигурируют следующие величины:
Количество теплоты, измеряется в Джоулях (Дж);
Удельная теплоёмкость вещества, измеряется в ;
- разность температур, измеряется в градусах Цельсия ().
Рассмотрим задачу на вычисление количество теплоты.
В медном стакане массой грамм находится вода объёмом литров при температуре . Какое количество теплоты необходимо передать стакану с водой, чтобы их температура стала равна ?
Решение:
Сначала запишем краткое условие (Дано ). И переведём все величины в систему интернационал (СИ).
|
Дано: |
СИ |
|
|
Найти: |
Решение:
Сначала определим: какие ещё величины потребуются нам для решения данной задачи? По таблице удельной теплоёмкости находим (удельная теплоёмкость меди, так как по условию стакан - медный), (удельная теплоёмкость воды, так как по условию в стакане находится вода). Кроме того, мы знаем, что для вычисления количества
теплоты нам понадобится масса воды. По условию нам дан лишь объём. Поэтому из таблицы возьмём плотность воды: .
Теперь у нас есть всё необходимое для решения данной задачи.
Заметим, что итоговое количество теплоты будет состоять из двух: количества теплоты, необходимого для нагревания медного стакана, и количества теплоты, необходимого для нагревания воды в нём:
Рассчитаем сначала количество теплоты, необходимое для нагревания медного стакана:
Прежде чем вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания воды, рассчитаем массу воды по формуле, хорошо знакомой нам из 7 класса:
Теперь можем вычислить:
Тогда можем вычислить: .
Напомним, что означает: килоджоули. Приставка «кило» означает , то есть 
.
Ответ: .
Для удобства решения задач на нахождение количества теплоты (так называемые прямые задачи) и связанных с этим понятием величин, можно пользоваться следующей таблицей.
|
Искомая величина |
Обозначение |
Единицы измерения |
Основная формула |
Формула для величины |
|
Количество теплоты |
|
|||
|
Удельная теплоёмкость вещества |
|
|||
|
Масса тела |
|
|||
|
Начальная температура |
Формулу для конечной температуры попробуйте вывести самостоятельно.
Стоит отметить, что, конечно же, запоминать эти формулы не нужно. Главное помнить базовую формулу и уметь выводить из неё все необходимые величины.
На следующем уроке мы проведём лабораторную работу, цель которой - научиться экспериментально определять удельную теплоёмкость твёрдого тела.
1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. /Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. Физика 8. - М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.
1. Новосибирская открытая образовательная сеть ().
2. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» ().
1. Стр. 25, параграф 9, вопросы №1-4, упражнение 4. Перышкин А. В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
2. Найдите формулу для нахождения конечной температуры по аналогии с начальной температурой из приведенной в уроке таблице.
3. Стальная деталь массой при обработке на токарном станке нагрелась на . Сколько энергии потратил двигатель на нагрев детали?
4. Какое количество теплоты отдаёт стакан кипятка объёмом , охлаждаясь до температуры ?
