Цели: углубить знания учащихся о видах теплообмена и их роли в природе и технике; рассмотреть примеры использования видов теплообмена в различных областях человеческой деятельности. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.
Демонстрации: работа термоса; работа вертушки над поверхностью горячей воды; рисунки, слайды, таблицы по примерам теплопередачи в природе и технике.
Ход урока
I . Организационный момент
II . Повторение изученного.
Проверка домашнего задания
Проверку усвоения пройденного материла можно провести как в виде тестирования
Самостоятельную работу можно провести дифференцированно – подготовить карточки с заданиями четырех уровней сложности, например:
Уровень 1
1. Почему ручки кранов у баков с горячей водой делают деревянными?
2. Какие из перечисленных ниже веществ обладают хорошей теплопроводностью: медь, воздух, алюминий, вода, стекло, водяной пар?
Уровень 2
1. Что стынет быстрее: стакан компота или стакан киселя? Почему?
2. Обыкновенный или пористый кирпич обеспечит лучшую теплоизоляцию здания? Почему?
Уровень 3
1. Будет ли гореть свеча на борту космического орбитального комплекса?
2. Зачем на нефтебазах баки для хранения топлива красят «серебряной» краской?
3. Почему термосы изготавливают круглого, а не квадратного сечения?
Уровень 4
1. Какие тела – твердые, жидкие или газообразные – обладают лучшей теплопроводностью?
2. Когда парусным судам удобнее входить в гавань – днем или ночью?
3. Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня?
4. Почему тонкая полиэтиленовая пленка предохраняет растения от ночного холода?
Повторение можно провести и по вопросам учебника к изученному параграфу, добавив к ним несколько более интересных:
– При какой температуре и металл, и дерево будут казаться одинаково нагретыми?
– Почему форточки для проветривания комнаты помещают в верхней части окна?
– Почему снег в городе тает быстрее, чем в поле?
Почему в низинах растения чаще гибнут от заморозков, чем на возвышенностях?
– Почему зимой в доме, где рамы двойные, теплее, чем в доме с однократным застеклением?
– Почему эскимосы зимой смазывают лицо жиром?
В каком из двух сосудов закипит быстрее вода? Один сосуд светлый, а другой закопченный.
– Согласны ли вы с утверждением, что шуба «греет»?
III . Изучение нового материала
Материал урока связан с определением места изученных ранее явлений нашей жизни, поэтому объяснение можно построить на привлечении различного дополнительного материала, который повысит познавательную деятельность учеников.
Говоря о конвекционных эффектах, можно привести в качестве примера ветры, которые постоянно дуют в земной атмосфере. Именно перенос ветрами огромной энергии, либо наоборот, приводит к заметному изменению погоды в данном регионе. Побережье любого теплого моря зимой всегда имеет более высокую среднюю температуру, чем материковые области, которые могут находиться южнее. Пример. Побережье Мурманской области и центральная Сибирь. Существование теплых и холодных морских течений – тоже примеры конвекционных явлений.
Часто можно в зоне промышленных предприятий увидеть высокие трубы из кирпича. Они служат для создания хорошей тяги. Теплый газ или дым легче холодного воздуха, и поэтому он поднимается вверх. Чем больше перепад давления внизу и вверху трубы, тем лучше тяга. Поэтому трубы и делают высокими. Ясно, что из двух труб одинаковой высоты лучшая тяга будет у кирпичной, нежели у металлической. Горячий воздух в металлической трубе остывает при подъеме быстрее, отчего тяга уменьшается.
Особое место занимает возможность отопления многоквартирных домов. Принцип отопления связан с циркуляцией горячей воды по трубам. Источником горячей воды являются котельные и ТЭЦ. Вода, циркулируя по трубам, отдает часть тепла, охлаждается, затем снова идет на нагрев в ТЭЦ. Любые изменения давления в системе регулируют при помощи расширительных баков.
В быту часто используют термосы. Они служат для сохранения горячей жидкости длительное время. Впрочем, в термосах также можно долго хранить и холодную жидкость. Основным элементом любого термоса является рабочий сосуд с двойными стенками, между которыми глубокое разрежение. Это – сосуд Дьюара. Английский ученый Джеймс Дьюар в конце XIX века изобрел такой сосуд. Чтобы исключить влияние излучения изнутри и снаружи, стенки сосуда делают зеркальными. –
Можно в качестве примера провести опыт: налить в открытый сосуд и термос равные порции воды, нагретой до 70 °С. Затем, через 10-20 минут, измерить температуру в обоих сосудах. Ясно, что в термосе температура изменится очень слабо, а в открытом сосуде – заметно.
По ходу объяснения материала заранее подготовленные учащиеся делают сообщения по теме, остальные – дополняют, исправляют ответы.
IV . Закрепление
Если в конце урока остается время, можно с целью закрепления изученного материала коллективно обсудить ряд качественных задач, например:
– Какой из видов теплопередачи играет основную роль в нагревании воды в чайнике?
Человек греется у костра. Какой из трех видов теплопередачи! играет главную роль в передаче тепла от костра к человеку?
– Почему не падают облака?
Стакан наполовину заполнен кипятком. В каком из двух случаев] получится менее горячая вода: а) если подождать 5 мин, а затем долить в стакан холодную воду; б) если сразу долить холодную воду, а затем подождать 5 мин? Когда тяга в трубах лучше – зимой или летом? Почему?
– На севере меховые шапки носят, защищаясь от холода, а на юге от жары. Объясните целесообразность этого.
– Почему от закрытого окна, даже если оно плотно закрыто, дует (особенно зимой)?
Домашнее задание
1. § 8 учебника; вопросы и задания к параграфу.
