litceysel.ru
добавить свой файл
1
Гомулина Н.Н.



Модель урока «Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение»


Тема. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

Тип урока. Урок изучения нового материала.

Цель урока. Изучить виды теплопередачи и усвоить, что:


  • Теплопроводность – это явление самопроизвольного выравнивания температуры различно нагретых частей тела без переноса вещества.

  • Конвекция – это вид теплопередачи в жидкости или газе, осуществляемый путём перемешивания тёплых слоёв вверх, а холодных – вниз.

  • Излучение – это вид теплопередачи, осуществляемый путём излучения более нагретым телом, распространения излучения и его поглощение менее нагретым телом. Интенсивность излучения тем больше, чем выше температура тела.

Основные понятия. Теплопроводность. Конвекция. Излучение. Температура. Энергия..

Мировоззренческий аспект урока. Развивать навыки логического мышления учащихся и научного подхода к изучению мира при формировании знаний учащихся о тепловых явлениях и законе сохранения энергии.

Межпредметные связи на уроке:

  • Астрономия: Излучение Солнца и звёзд.

Использование новых информационных технологий: В качестве дополнительного иллюстративного материала показ анимаций и интерактивных моделей «Теплопередача», «Изучение различной теплопроводности материалов», «Дневной и ночной бризы».

План урока

Этапы урока

Время, мин

Приемы и методы

I. Этап актуализации знаний. Мотивация учебной проблемы


2

Беседа учителя

II. Изложение нового материала.

15

Объяснение учителя. Рассказ и беседа по вопросам.

III. Работа с интерактивными моделями

5

Демонстрация особенностей интерактивных моделей

IV. Формирование умений и навыков. Отработка изученного материала

7

Ответы на вопросы учащихся

V. Первичная проверка усвоения знаний. Рефлексия

15

Работа с модулями «К»

VI. Домашнее задание

1

Запись на доске




  1. Этап актуализации знаний. Мотивация учебной проблемы

Какими способами можно осуществить изменение внутренней энергии тела?

Что мы знаем о теплопередаче? Как осуществляется теплопередача на расстояние?

Каков контакт тел при теплопередаче?

  1. Формирование у учащихся представление о теплопередаче.


Что означают слова: «передать теплоту»? Такими словами в обиходе обозначают процесс изменения внутренней энергии.

Внутренняя энергия может изменяться за счёт двух различных процессов: совершения над телом работы А и сообщения ему количества тепла Q.



Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.


Теплопередача всегда происходит в одном направлении – от более нагретого тела к более холодному телу.



Основным источником тепла на Земле является Солнце. Как же происходит процесс теплопередачи от Солнца? Земля находится от него на расстоянии 1,51011 м (150 млн.км). Все пространство за пределами нашей атмосферы – сильно разряженное вещество.

В сильно разряженном пространстве перенос энергии теплопроводностью и конвекцией не возможен. Значит, существует какой-то другой вид теплопередачи.

Этот вид теплопередачи назвали излучением, которое может осуществляться и в полном вакууме.

Излучение – процесс теплопередачи, который может осуществляться в полном вакууме. Излучают энергию все тела.



Излучают энергию все тела: и сильно нагретые, и слабо, например электролампа, тело человека и т. д.

Чем выше температура тела, тем больше энергии передает оно путем излучения. Тела с более тёмной поверхностью нагреваются сильнее, чем светлые.


При этом энергия частично поглощается телами, частично отражается. При поглощении тела нагреваются по-разному в зависимости от состояния поверхности.




В то же время тела с тёмной поверхностью охлаждаются быстрее путем излучения, чем тела со светлой поверхностью. Например, в светлом чайнике вода дольше сохраняет высокую температуру, чем в тёмном.

Если металлический стержень положить в костер, то через некоторое время другой конец нельзя будет потрогать, он нагреется. Значит, внутренняя энергия может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться от одной части тела к другой.

Теплопроводность – явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой части тела или от одного тела к другому телу при их непосредственном контакте.



Явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другому при их контакте называется теплопроводностью.


Рекомендуется показать видеофрагменты «Перенос тепла излучением», «Теплопроводность» и «Передача энергии при конвекции в жидкости».


Надо отметить, что видеофрагментов, анимаций и интерактивных моделей достаточно много и надо умело сочетать реальный эксперимент, эксперименты, которые показываются с помощью компьютеров.

По данной теме просто необходимо проделать и достаточно большое количество фронтальных реальных экспериментов (наблюдение конвекции, наблюдения процесса теплопередачи в стакане при опускании ложек из различных металлов и т.п.)







Нагретые слои жидкости – менее плотные и поэтому более легкие - вытесняются вверх более тяжелыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Благодаря такому движению вся вода равномерно прогревается. Это видно по струям воды, окрашенным марганцовкой.


В данном случае наблюдается новый вид теплопередачи – конвекция (от латинского слова конвекцио – перенесение). Конвекция – передача энергии слоями воздуха или жидкости.


При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости


Конвекция связана с переносом вещества, поэтому она может осуществляться только в газах и жидкостях. Конвекция не может происходить в твердых телах. Частицы в твердых телах колеблются около определенной точки, удерживаемые сильным взаимным притяжением. Поэтому при нагревании твердых тел в них не могут образовываться потоки вещества.

Показ видеофрагмента или показ реального эксперимента.










Работа с интерактивными моделями «Теплопередача», «Изучение различной теплопроводности материалов», «Дневной и ночной бризы», «Излучение хорошо поглощается черными телами».


    1. Формирование умений и навыков. Отработка изученного материала

Вопросы.

    1. Какой вид теплопередачи называют излучением?

    2. Приведите примеры теплопередачи путем излучения.

    3. Какое основное отличие излучения от других видов теплопередачи?

    4. Какие особенности присущи такому виду теплопередачи как излучение?

    5. Как можно объяснить изменение внутренней энергии тел в процессе теплопередачи?

    6. Какой вид теплопередачи называют конвекцией?

    7. Приведите примеры теплопередачи путем конвекции.


    8. Как объяснить конвекцию с молекулярной точки зрения?

    9. Почему конвекция не происходит в твердых телах?

    10. Как происходит нагревание воды в кастрюле?

    11. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

    12. Почему теплопроводность твердых тел, жидкостей и газов заметно отличается?

    13. Какой вид теплопередачи называют теплопроводностью?

    14. Приведите примеры теплопередачи путем теплопроводности.

    15. Как объяснить теплопроводность с молекулярной точки зрения?

    16. Как можно объяснить изменение внутренней энергии тел в процессе теплопередачи?




    1. Первичная проверка усвоения знаний. Рефлексия.

Работа с тремя различными типами модулей «К», созданными как разноуровневые и по различной проблематике.

    1. Домашнее задание

Проблематизация учебного материала. адание для домашней работы)

    1. Процесс выравнивания температуры тел. Наблюдения явлений дома и их описание.

    2. Предложены два механизма теплопередачи внутри тел: путём соударения молекул в твёрдых телах, жидкостях и газах и путём перемещения слоёв в жидкостях и газах. Какие из высказанных предположений требуют экспериментальной проверки, и как это сделать?


Литература:

      1. Методика преподавания физики в 7-8 классах. М, «Просвещение», 1990 г.

      2. Прояненкова Л.А., Стефанова Г.П., Крутова И.А. Уроки физики по теме «Тепловые явления». Астрахань, 2003.