Домашние эксперименты и задания при изучении темы «Виды теплопередачи»

Целью работы является обобщение экспериментальных заданий, проведенных учащимися 8 – го класса в домашних условиях при изучении различных видов теплообмена.

Задачи:

1. Изучить дополнительную литературу по теме «Виды теплообмена».
2. Провести экспериментальные работы в домашних условиях.
3. Проанализировать и обобщить результаты экспериментов. Соотнести свои результаты с выводами, предложенными в учебнике.
4. Привести дополнительные примеры из жизни (не включая материалы из учебного материала).
5. Разработать рекомендации «Полезные советы» с применением выводов темы «Виды теплообмена».

I. Эксперименты по теплопроводности.

1. В стеклянный и алюминиевый стаканы одинаковой массы и одинаковой емкости одновременно налейте одинаковое количество горячей воды. Прикосновение рукой к стаканам покажет, что алюминиевый стакан прогревается быстрее, это происходит потому, что теплопроводность алюминия выше, чем теплопроводность стекла.
2. Налейте чай в алюминиевую и фарфоровую кружки. Когда будем пить чай из алюминиевой кружки, то мы сильнее обожжем губы, чем из фарфоровой, так как, когда мы касаемся губами кружки и охлаждаем тем самым некоторый ее участок, большее количество теплоты от горячего чая передается губам через алюминиевую кружку, так как теплопроводность алюминия выше, чем у фарфора.
3. На деревянный цилиндр или брусок накалываем ряд кнопок (можно их них изобразить какую-нибудь фигуру). Оборачиваем брусок или цилиндр одним слоем бумаги и помещаем в пламя свечи на непродолжительное время. Происходит неравномерное обугливание бумаги, меньше в тех местах, где бумага касается кнопок, из-за того, что теплопроводность металла выше, чем у дерева.
4. Комнатный термометр заворачиваем в шубу и проверяем, меняются ли его показания через некоторое время. Это конечно не происходит, продемонстрировав этот эксперимент родителям, объясняем, почему же не греет шуба. (Шуба сама не может греть, так как сама не является источником энергии, она лишь является теплоизолятором, не давая зимой нам мёрзнуть, к тому же между телом человека и шубой находится воздушная прослойка).

Для того, чтобы лучше понять суть явления теплопроводности, нужно объяснить следующие явления:

а) почему металлические предметы кажутся холоднее, чем деревянные, при одной и той же температуре?

Ответ: Дерево имеет плохую теплопроводность, поэтому, когда мы прикасаемся к деревянному предмету, нагревается лишь небольшой участок тела под рукой. Металл же обладает хорошей теплопроводностью, поэтому при контакте с рукой нагревается гораздо больший участок. Это приводит к большему теплоотводу от руки и ее охлаждению.

б) почему ручки кранов и баков с горячей водой делают деревянными или пластмассовыми?

Ответ: дерево и пластмасса обладают плохой теплопроводностью.

в) обыкновенный или пористый кирпич обеспечивает лучшую теплоизоляцию здания?

Ответ: Пористый кирпич в своих порах содержит воздух, который обладает плохой теплопроводностью, поэтому он обеспечивает лучшую теплоизоляцию здания.

г) применяется ли воздух как строительный материал?

Ответ: Да, применяется, ведь пеноматериалы, пористый кирпич, стекловата содержат воздух, имеющий плохую теплопроводность.

е) в зависимости от того, какой объем занимают поры пенопласта, плотность его различна. Зависит ли теплопроводность пенопласта от его плотности?

Ответ: Чем меньше плотность пенопласта, тем больше пор, которые занимает воздух , обладающий плохой теплопроводностью. Следовательно, чем меньше плотность пенопласта, тем меньше его теплопроводность.

ж) зачем вставляют двойные рамы?

з) почему птицы чаще замерзают на лету?

Ответ: В мороз птицы сидят нахохлившись, что создает вокруг их тела воздушную оболочку. При полете воздух у тела птицы все время меняется, отнимая тепло.

II.  Эксперименты по конвекции.

1. Охлаждение кастрюли с горячей жидкостью проводилось двумя способами: 1 — кастрюля ставилась на лед и 2 — лед помещался на кастрюлю.
   Во втором случае охлаждение происходило быстрее. Объясняется это следующим. Когда мы кладем лед на кастрюлю, верхние слои охлаждаются и становятся тяжелее, в результате они опускаются вниз. На их место приходят более нагретые слои жидкости. Таким образом, в результате конвекции происходит охлаждение жидкости. Во втором случае конвекция не будет происходить, т.к. охлаждение будет происходить снизу, и холодные слои подняться вверх не могут, процесс охлаждения будет проходить медленно, перемешивание жидкости не происходит. Таким образом, мы можем предложить родителям охлаждать любые продукты сверху: класть их не на лед, а поверх льда, ведь они охлаждаются не столько льдом, сколько холодным воздухом, который опускается вниз.
2. Определялась скорость естественного перемешивания воды в двух случаях: 1 — холодную воду наливают в горячую и 2 — горячую воду наливают в холодную. Для этого эксперимента необходим секундомер или часы с секундной стрелкой и термометр. Объемы холодной и горячей воды необходимо взять равными. Термометром контролируется установившаяся температура, а по секундомеру или часам — время. Скорость выравнивания температур будет выше когда будет наливать холодную воду в горячую, так как горячая вода будет подниматься вверх, а холодная - опускаться вниз. Таким образом, перемешивание будет происходить быстро и равномерно. Значит и температура выровняется быстрее.
3. Зажженная свеча накрывается стеклянной цилиндрической трубкой, при этом пламя уменьшается и может погаснуть, т.к. горение происходит при наличии кислорода, а в данном опыте конвекционные явления происходить не могут, притока воздуха нет. Если трубку приподнять, то свеча загорит ярче. Если же трубку не поднимать, а опустить в нее бумажную перегородку, не доходящую до пламени, то оно увеличится. В этом случае вдоль бумаги будет опускаться холодный воздух, вытесняя нагретый, в котором кислорода мало, тем самым, увеличивая приток кислорода к пламени.
4. В стихотворении А.С.Пушкина «Кавказ» есть такие строки: «Орел, с отдаленной поднявшись вершины, парит неподвижно со мной наравне». Явление, что крупные птицы могут парить в воздухе, держась на одной высоте, не взмахивая крыльями, объясняется тем, что нагретый у земли воздух поднимается на значительную высоту, эти теплые потоки и удерживают птицу с распростертыми крыльями в воздухе.

Кроме этих экспериментальных заданий были получены ответы на вопросы:

а) почему дует от плотно закрытого окна в холодное время?

Ответ: Стекло имеет более низкую температуру, чем температура в комнате. Воздух, находящийся вблизи стекла охлаждается и опускается вниз, как более плотный, затем нагревается у батареи и вновь перемещается по комнате. Это перемещение воздуха и ощущается вблизи окна.

б) где лучше предусмотреть расположение форточки?

Ответ: форточку лучше располагать в верхней части окна. Теплый воздух более легкий, он располагается в верхней части комнаты, ему на смену будет приходить более холодный воздух с улицы. При таком расположении форточки будет осуществляться более быстрое проветривание комнаты.

в) когда тяга в трубе лучше — зимой или летом?

Ответ: тяга будет лучше зимой, когда разница между температурой воздуха, нагретого в трубе и наружного — будет больше, тогда перепад давления вверху и внизу трубы будет существенней.

г) какую роль играет конвекция при нагревании воды в чайнике?

Ответ: нагретые слои воды, как более легкие, поднимаются вверх, уступая место холодным. Таким образом, за счет перемещения конвекционных потоков происходит нагрев всей воды в чайнике.

д) почему выше ламп накаливания чернеет абажур или потолок?

Ответ: От ламп накаливания поднимаются конвекционные потоки воздуха, увлекающие за собой частички пыли, которые затем оседают на абажуре или потолке.

е) почему листья осины колеблются даже в безветренную погоду?

Ответ: по сравнению с другими деревьями, у листьев осины длинные и тонкие черенки. Над землей имеются вертикальные конвекционные потоки даже в безветренную погоду. Благодаря своему строению, листья осины чувствительны к любым, даже незначительным колебаниям воздуха.

ж) можно ли с помощью вентилятора сохранить мороженое?

Ответ: Нет, нельзя, т. к. поток воздуха, идущий от вентилятора будет все время уносить холодный воздух, образующийся вокруг мороженого, тем самым, ускоряя процесс обмена воздуха, и мороженое будет таять быстрее.

з) какие природные явления происходят за счет конвекции?

Ответ: ветры, дующие в земной атмосфере; существование теплых и холодных морских течений, процессы горообразования.

III. Эксперименты по излучению.

1. Берем стакан, имеющий грани. Грани стакана изнутри заклеиваем полосками белой и черной бумаги. В стакане устанавливаем свечку так, чтобы она стояла в центре стакана (отцентрировать можно с помощью кружков картона с отверстием в центре). К каждой полоске бумаги приклеиваем пластилином шляпки кнопок. Фитиль свечки должен немного не доходить до края стакана. После того, как свечка будет зажжена наблюдаем, что с черных полосок начнут отлетать кнопки. Опыт иллюстрирует, что белый цвет отражает падающие на него лучи, а черный их поглощает, поэтому черные грани и нагрелись быстрее и кнопки от них отклеились в первую очередь.

Для понимания этого явления были получены ответы на следующие вопросы:

а) почему снег в городе тает быстрее, чем за городом?

Ответ: снег в городе более грязный, поэтому он лучше поглощает энергию и тает

б) в каком из двух сосудов закипит быстрее вода в светлом или закопченном?

Ответ: В закопченном, т.к. эта поверхность будет лучше поглощать энергию.

в) почему колбу термоса делают зеркальной?

Ответ: чтобы исключить нагрев лучистой энергией.

IV. Полезные советы.

1. Охлаждение продуктов происходит быстрее, если источник холода разместить вверху, а не внизу.
2. Для быстрейшего охлаждения кофе или чая нужно наливать холодное молоко в горячий напиток.
3. Оконные рамы нужно закрыть более плотно как изнутри, так и снаружи. Тогда потери тепла будут меньше.
4. В сильный мороз под шубу лучше одеть не один толстый свитер, а «многослойную» одежду.
5. Если нужно быстро растопить снег или лед, его необходимо посыпать темным порошком или золой.
6. В жаркое время года лучше носить светлую одежду.
7. Безопаснее использовать фарфоровые кружки, чем алюминиевые.

Заключение.

Явления, с которыми мы постоянно сталкиваемся в быту, изучались не только на уроке, но и дома, где учащиеся могли продемонстрировать их родителям. Эти эксперименты, вопросы помогли лучше усвоить тему «Виды теплопередачи». Анализ результатов позволил предложить «Полезные советы» Необходимо отметить , что все экспериментальные работы необходимо проводить очень аккуратно, с соблюдением техники безопасности.

Литература.

1. А.А.Перышкин. Физика. учебник для 8 класса. Дрофа, М. 2004
2. Кл. Э. Суорц. Необыкновенная физика обыкновенных явлений. Наука, М. 1986
3. А.В. Аганов, Р.К. Сафиуллин, А.И. Скворцов, Д.А. Таюрский. Физика вокруг нас. «Дом педагогики», М. 1998
4. Физика. Самостоятельные и контрольные работы по физике для 8 класса. «Илекса», М. 2006
5. Ю.Г.Павленко. Начала физики. «Экзамен», М. 2005

urok.1sept.ru

Конвекция. Центральное отопление. Фен — Класс!ная физика

Конвекция. Центральное отопление. Фен

Конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа.
При конвекции происходит перенос вещества в пространстве.
Объяснить явление конвекции можно тепловым расширением тел и законом Архимеда .
Конвекция невозможна в твёрдых телах.
Интенсивность конвекции зависит от разности температур слоев жидкости или газа и агрегатного состояния вещества.

Конвекция может быть двух видов:

Естественная конвекция. Например, в лампе для ее возникновения требуется подогрев жидкости снизу (или в другом устройстве — охлаждение сверху).

Принудительная конвекция — это, когда под действием вентиляторов, насосов, движения ложки и т.п., переносятся потоки газа или жидкости.

Красивый опыт с конвекцией жидкости.

Возьмите большую стеклянную банку с широким горлышком и заполните ее чистой холодной водой. В другой небольшой (чтобы проходил через горло большой банки) керамический сосуд налейте очень горячей подкрашенной обычными красками или марганцовкой (зеленкой) воды. Закрыв пальцем горлышко маленького сосуда, опустите его на дно большой банки с водой.
Струйки горячей подкрашенной жидкости, извиваясь, начнут подниматься к поверхности. Вы будете наблюдать явление конвекции в жидкости, когда более легкая горячая жидкости, перемешиваясь с холодной водой, устремится вверх.

Интересно, что в сильные морозы глубокие водоемы не промерзают до дна, и вода внизу имеет температуру +4 градуса Цельсия. Оказывается, что вода при такой температуре имеет наибольшую плотность и опускается на дно. Поэтому дальнейшая конвекция теплой воды наверх становится невозможной и вода более не остывает.

Керосиновая лампа, масляная…

Каково назначение лампового стекла?

Тысячелетия люди обходились без стекла, используя открытый огонь. И только Леонардо да Винчи придумал окружить огонь цилиндрическим экраном, но сначала не стеклянным, а металлическим. Только спустя 300 лет появилась стеклянная колба для лампы. Главная роль стекла усилить яркость пламени, т.е. ускорить процесс горения ( стекло усиливает приток воздуха к пламени и увеличивает тягу). Второстепенная роль — защита пламени от ветра.

ЗАГЛЯНИ НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ

1. Поучительная папироса.

2. На лёд или под лёд?
3. Почему дует от закрытого окна?

4. Таинственная вертушка.
5. Вальсирующие куклы.

ДОМАШНИЕ ОПЫТЫ

Проведите исследование конвекционных потоков в одной из комнат своей квартиры. В качестве индикаторов воздушных потоков используйте горящую свечу. Нарисуйте схему движения потоков. Дополните исследование измерением температуры. Если центральное отопление не работает, проведите исследования на кухне до и во время работы плиты.

Приготовьте заранее в холодильнике лед и две чашки, налейте в чашки одинаково горячую воду, закройте их блюдцами. Как быстрее остудить горячую воду в сосуде: ставя его на лед или положив лед на крышку? Фиксируйте остывание воды в обеих чашках с помощью термометров через одинаковые интервалы времени.Составьте отчет.

___

Пронаблюдайте конвекцию в холодной и горячей воде, используя в качестве красителя кристаллы марганцовки, каплю зеленки или любые другие красящие вещества. Сравните характер и скорость конвекции и сделайте выводы.

Из бумаги изготовьте спираль. Подвесьте за центр спираль на нити так, чтобы она могла вращаться. В подвешенном состоянии держите спираль над пламенем свечи, горящей лампочкой или горелкой, соблюдая осторожность. Добейтесь вращения, объясните причины наблюдаемого явления.

ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

В наших домах для поддержания комфортной температуры в холодное время года воздух прогревают батареи центрального отопления.

За счет горячих батарей в помещении наблюдается естественная конвекция воздуха, когда его прогретые слои поднимаются вверх, уступая место более холодным.

Система отопления представляет собой оборудование, предназначенное для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения. Система отопления включает в себя: теплогенератор, служащий для получения теплоты и передачи ее теплоносителю, системы теплопроводов для транспортировки по ним теплоносителя от теплогенератора к отопительным приборам и
отопительных приборов, передающих теплоту от теплоносителя воздуху в помещении.

Система отопления в наших домах называется центральной. Она предназначена для отопления нескольких помещений от одного теплогенератора (котельная, ТЭЦ). В таких системах теплота с помощью теплоносителя (горячей воды) по теплопроводам (трубам) транспортируется в отдельные помещения здания. При этом через отопительные приборы (радиаторы или, проще говоря, батареи) теплота передается воздуху отапливаемых помещений, а теплоноситель возвращается в тепловой пункт.
Батареи центрального отопления соприкасаются с воздухом, который получает от них теплоту и поднимается, уступая место более холодному воздуху. В результате естественной конвекции нагретые объемы воздуха поднимаются, охладившиеся – опускаются, что обуславливается разностью плотностей холодного и теплого воздуха. Так теплота вместе с воздухом передается от батареи в другие части помещения.

ФЕН

Фен — это современное техническое устройство есть практически в каждом доме. Вентилятор прогоняет воздух через трубу с тонкой длинной нагревательной спиралью. Спираль нагревается проходящим по ней электрическим током. Далее происходит передача тепла от разогретой спирали окружающему её воздуху. Здесь используется явление принудительной вентиляции воздуха и явление теплопередачи.

ЗАДАЧКИ, ЗАДАЧКИ, ЗАДАЧКИ …

( или хочешь «5» ? )

1. Почему листья осины колеблются в безветренную погоду?

2. Почему оконные стекла начинают замерзать снизу раньше и в большей мере, чем сверху?

3. Почему тонкая полиэтиленовая пленка предохраняет растение от ночного холода?

4. Когда парусным судам удобнее входить в гавань: днем или ночью?

class-fizika.ru

Конвекция. Центральное отопление. Фен :: Класс!ная физика

КОНВЕКЦИЯ

— это перенос энергии струями жидкости или газа.
При конвекции происходит перенос вещества в пространстве.
Объяснить явление конвекции можно тепловым расширением тел и законом Архимеда .
Конвекция невозможна в твёрдых телах.
Интенсивность конвекции зависит от разности температур слоев жидкости или газа и агрегатного состояния вещества.

Конвекция может быть двух видов:

так, например, в лампе для ее возникновения требуется подогрев жидкости снизу
(или в другом устройстве — охлаждение сверху).

когда под действием вентиляторов, насосов, движения ложки и т.п. переносятся потоки газа или жидкости.

Красивый опыт с конвекцией жидкости.

Возьмите большую стеклянную банку с широким горлышком и заполните ее чистой холодной водой. В другой небольшой (чтобы проходил через горло большой банки) керамический сосуд налейте очень горячей подкрашенной обычными красками или марганцовкой (зеленкой) воды. Закрыв пальцем горлышко маленького сосуда, опустите его на дно большой банки с водой.
Струйки горячей подкрашенной жидкости, извиваясь, начнут подниматься к поверхности. Вы будете наблюдать явление конвекции в жидкости, когда более легкая горячая жидкости, перемешиваясь с холодной водой, устремится вверх.

Интересно, что в сильные морозы глубокие водоемы не промерзают до дна, и вода внизу имеет температуру +4 градуса Цельсия. Оказывается, что вода при такой температуре имеет наибольшую плотность и опускается на дно. Поэтому дальнейшая конвекция теплой воды наверх становится невозможной и вода более не остывает.

Керосиновая лампа, масляная…
Каково назначение лампового стекла?

Тысячелетия люди обходились без стекла, используя открытый огонь. И только Леонардо да Винчи придумал окружить огонь цилиндрическим экраном, но сначала не стеклянным, а металлическим. Только спустя 300 лет появилась стеклянная колба для лампы. Главная роль стекла усилить яркость пламени, т.е. ускорить процесс горения ( стекло усиливает приток воздуха к пламени и увеличивает тягу). Второстепенная роль — защита пламени от ветра.

Устали? — Отдыхаем!

class-fizika.narod.ru

Урок по теме «Конвекция»

Технологическая карта урока физики в 8 классе по теме «конвекция »

Тип урока: урок открытия новых знаний

Деятельностная цель:создать способы действий по наблюдению и описанию конвекции

Образовательная цель: узнать новый вид теплопередачи, его механизм и отличие от теплопроводности, познакомиться с видами конвекции и проявлениями ее в природе и технике.

Опорные понятия, термины:внутренняя энергия, способы изменения внутренней энергии,теплопередача,теплопроводность.

Новые понятия:конвекция-вид теплопередачи ,при котором энергия передаётся струями жидкости или газа,виды конвекции:естественная и вынужденная.

Планируемыерезультаты(на раздел)

Личностные результаты:

Самостоятельно приобрели знания и практические умения по теме «конвекция».

Продолжили формирование коммуникативной компетентности в общении со сверстниками и учителем

Убедились в возможностях предмета для решения задач повседневной жизни

Метапредметные результаты:

Ученики умеют проводить эксперимент, прогнозировать результаты

Умеют работать индивидуально, в парах, группах, организовывать учебное сотрудничество, аргументировать свою точку зрения

Продолжили формировать умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, определять понятия, создавать обобщение, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение и делать выводы, умение создавать схемы

Планируемые предметные результаты:

Ученики умеют распознавать и описывать вид теплопередачи- конвекции и её виды

Условные обозначения:

ЛУУД- личностные универсальные учебные действия

ПУУД- познавательные универсальные учебные действия

РУУД- регулятивные универсальные учебные действия

КУУД- коммуникативные универсальные учебные действия

-Готовы? А сейчас давайте приступим к работе.

Отвечают на приветствие учителя.Выделение существенной информации из слов учителя. Слушание учителя. Целеполагание.Умение настраиваться на занятие.

РУУД: волевая саморегуляция

1. Этап. Мотивация (самоопределение) к учебной деятельности

Цель: включить учащихся в деятельность (хочу, надо, могу)

Я предлагаю вам начать урок с опыта:

У меня есть две пробирки в каждую налита вода, на дне 1 –ой пробирки лед (ЛЁД ДОЛЖЕН БЫТЬ УТЯЖЕЛЕН ДЛЯ ЭТОГО ОПЫТА),я буду нагревать её сверху.

Во 2-ой пробирке лёд вверху,но нагревать я её буду снизу.

Почему в первой пробирке лед не тает,хотя вода кипит,а во второй растаял?

Урок мы посвятим новому виду теплопередачи.

Какие знания по теме у нас уже есть?

(как мы можем изменить внутреннюю энергию тела?что такое теплопередача?)

Каких знаний (о чём) нам не хватает?

Какие шаги мы должны сделать для открытия нового знания?

Наблюдают эксперимент.

Объясняют :в первой происходит изменение внутренней энергии,одним из видов теплопередачи-теплопроводностью(вода плохой проводник тепла),поэтому лед на дне пробирки не тает.

Смотрят как весь лед быстро растает и вся вода со временем равномерно прогрелась и даже, возможно, закипела

Выдвигают гипотезу:что Проведенный опыт говорит о том, что в данном случае перенос энергии осуществляется не путем теплопроводности, а на основании некого другого явления,в второй пробирке идет изменение внутренней энергии за счет другого вида теплопередачи.

Озвучивают опорные знания: что такое внутренняя энергия, признаки, по которым можно судить о её изменении,какими способами можно изменить внутреннюю энергию.

Не могут назвать новый вид теплопередачи.

Повторить, выполнить пробное учебное действие, понять, что мы не знаем, поставить цель, построить проект выхода из затруднения, закрепить знания и применить.

ПУУД: анализ, установление причинно-следственных связей, построение логической цепи рассуждений

РУУД: оценка (выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения)

ЛУУД: самооопределение (мотивация учения), смыслообразование

РУУД: планирование.

Цель: подготовить учащихся к самостоятельному выполнению пробного учебного действия, осуществить его и зафиксировать затруднение

Чтобы работа была успешной,давайте вспомним ,что мы знаем о теплопроводности.

Работаем фронтально:

Повторим,что такое теплопроводность-…

Среда , в которой происходит теплопроводность?

Как осуществляется перенос энергии?

Происходит ли при теплопроводности перенос вещества?

Особенности теплопроводности?

Примеры проявления в природе и применения человеком.

Теплопроводность – явление передачи внутренней энергии от одного тела к другому или от одной его части к другой. В этом случае тела и все части, участвующие в процессе, находятся в непосредственном контакте.

Металлы,твердые тела ,жидкости и газы.

В результате взаимодействия частиц друг с другом.

Не происходит.

Лучшие проводники тепла-металлы,в вакууме теплопроводность не происходит.

У каждого ученика свой пример:мех животных,пористые материалы в строительстве…

ПУУД: обобщение

Работают в парах :обсуждат две пословицы:(слайд2)

1.За горячее железо не хватайся.Затем кузнец клещи кует ,чтобы рук не обжечь.

2.Наша изба неровного тепла.На печи тепло ,на полу холодно.

Отвечают на вопросы:

1.Что с точки зрения физики объединяют эти пословицы?

2.В чем различие с точки зрения физики явлений ,о которых говориться в пословицах?

Внуренняя энергия тел изменяется с помощью теплопередачи.

Способы передачи тепла –разные.

Кузнец-теплопроводность.

Изба-не знаем.

РУУД: оценка (выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения)

КУУД: умение выражать свои мысли, аргументировать своё мнение, разрешать конфликты, управлять поведением партнёров.

РУУД: выполнение пробного учебного действия, волевая саморегуляция в ситуации затруднения

ЛУУД: смыслообразование

Цель: зафиксировать во внешней речи место и причину затруднения

Мы не знаем новый вид теплопередачи.

РУУД: оценка (выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения), целеполагание.

ПУУД: определение основной и второстепенной информации

Цель: организовать постановку цели учебной деятельности, составление плана, выбор способа и средств её реализации

Какова будет цель нашего урока?

Какие шаги нужно сделать для достижения цели?

Тема урока «Конвекция».

КОНВЕКЦИЯ от лат. convectio — принесение – доставка(слайд 3)

Цель урока: изучить новый вид теплопередачи

План.

1. Формулировка (определение), выражающая суть явления.

2. Опытные факты, обнаруживающие данное явление.

3. Теория, объясняющая явление

4. Область использования данного явления на практике, его проявление в природе.

1.Экспериментально изучить новое явление.

2. Дать определение новому понятию.

3.Выяснить причины её возникновения.

4.Изучить виды данного способа теплопередачи.

5. Сделать вывод и заполнить таблицу.

6. Применить знания.

Каждый пункт плана на магните вывешивается на доску.

Тема урока –проговаривает учитель,т.к. дети не знают название нового вида теплопередачи.

Дети пишут в тетради число и тему урока.

РУУД: целеполагание

Работая индивидуально, в парах ,с учебником, в группах

КУУД: планирование сотрудничества

Критерии достижения цели: выполнили самостоятельную работу в конце урока на использование новых понятий.

РУУД: прогнозирование

5. Этап. Реализация построенного проекта

Цель: организовать реализацию построенного проекта в соответствии с планом, зафиксировать новый способ действия в знаках

Эксперимент: класс делиться на 6 групп лабораторий.

Интруктаж по ТБ:

1. Точно выполнять все указания учителя (преподавателя) при проведении работы, без его разрешения не выполнять самостоятельно никаких работ.

   2. При работе со спиртовкой беречь одежду и волосы от воспламенения, не зажигать одну спиртовку от другой, не извлекать из горящей спиртовки горелку с фитилем, не задувать пламя спиртовки ртом, а гасить его, накрывая специальным колпачком.
   3.При нагревание жидкости в пробирке или колбе использовать специальные держатели (штативы), отверстие пробирки или горлышко колбы не направлять на себя и на своих товарищей, не наклоняться над сосудами и не заглядывать в них.
   4. Соблюдать осторожность при обращении с лабораторной посудой и приборами из стекла, не бросать, не ронять и не ударять их.

1,4 группа-оборудование:вертушка из бумаги,свеча,отражатель.

2,5группа-оборудавание:штатив,муфта,кольцо,колба с водой,кусочек красящего вещества,свеча.

3,6группа-оборудование:штатив,лапка,муфта,уровновешенные весы,свеча,отражатель

Каждой группе выдается задание исследовать явление конвекции,результаты которых оформляются в ИКР группы(приложение2)

1.что наблюдали?

2.в каком агрегатном состоянии происходит теплопередача?

3.как вы осуществляли перенос энергии?

4.происходит ли перенос вещества?

5.особенности теплопередачи(почему не происходит конвекция в твердых телах)?

Проанализируйте результаты и попробуйте дать определения конвекции(в ИКР деформированный текст),сравните с текстом учебника.

Обсуждаем версии ответов каждой группы.

Работа в парах с текстом учебника:

Виды конвекции:естественная и вынужденная, ищут определение и примеры в тексте параграфа§5 (учебник Пёрышкин)(слайд 4)

Давайте посмотрим на наш план,все ли пункты мы выполнили,что ещё нам осталось?

Инструкции для каждой группы( приложение 1)

1,4 группа- установит вертушку на заостренном металлическом стержне. Снизу подносит зажженную свечу(спиртовку)( змейка начинает вращаться)

2,5группа-берет стеклянную колбу с водой, на дно опускает кристаллик красящего вещества и поставьте на огонь(свеча,спиртовка)

3 ,6группа- берёт учебные весы, закрепляет их на лапке штатива и уравновешивает. Поднесите снизу на расстояние 10-12 см горящую свечу(спиртовку). (весы выходят из равновесия).

Нагревание воды в колбе,нагревание воздуха под вертушкой

Жидкости и газы.

Струями жидкости и газа.

Происходит.

Работает сила Архимеда,данный вид теплопередачи основан на разности плотностей жидкости или газа при нагреве.
Например, вода, которая находится на дне (близко к нагревателю) имеет большую температуру, а, следовательно ,меньшую плотность чем более холодная вода у поверхности, а значит более тёплая вода снизу начинает «всплывать» и замещаться более тяжёлой холодной. по мере подъёма она будет остывать и снова тонуть, где опять будет нагреваться. То же самое происходит с газом.

Вид теплопередачи ,при котором энергия переносится струями жидкости или газа,называется конвекцией.

Чертим в тетради схему:

конвекция

естественная

Вынужденная

определение видов выписывают из учебника,приводят примеры видов.

Применить знания

КУУД: планирование учебного сотрудничества, управление поведением партнёра, умение выражать свои мысли

ПУУД: выявление идеи опыта, определение порядка проведения опыта, выбор наиболее эффективного способа

проведение опыта, проведение опыта,анализ результатов

ПУУД: установление причинно-следственных связей.

ПУУД: выявление идеи опыта, проведение эксперимента.

КУУД: учёт разных мнений, управление поведением партнёра, умение выражать свои мысли.

РУУД: планирование (алгоритмизация)

ПУУД: извлечение из текста информации, заданной в явном виде, сравнение.

.

6 этап. Первичное закрепление во внешней речи

Цель: организовать усвоение нового способа действий при решении типовых задач с проговариванием во внешней речи

Итак возвращаемся к эксперименту и пословице в начала урока. Объясните опыт и пословицу.

Надо научиться применять новые знания .

Любое вещество не в твердом агрегатном состоянии,при нагревании расширяется и становиться менее плотным,более нагретов вещество поднимается вверх,а менее нагретое опускается вниз,поэтому нагретые слои воды в 1 –ой пробирке не опускались вниз и лёд не таял,а во 2-ой пробирке нагреваемые слои поднимались вверх ,из-за чего лёд таял.

Плотность холодного воздуха больше ,поэтому он опускается вниз,следовательно на полу холодно,а теплый поднимается вверх из-за небольшой плотности.

РУУД: планирование

ПУУД: анализ, обобщение

7 этап. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону

Цель: организовать самостоятельное выполнение учащимися типовых заданий на новый способ действия, выявить качество и уровень усвоения знаний, установить причину выявленных недостатков

Что нужно сделать,чтобы убедиться что мы поняли новый материал?

Тест.( самопроверка)(слайд 5)

Самостоятельно выполнить задания на новый способ действия.

Ответы (слайд6)1-в

2-а

3-в

4-а

5-а

6-в

РУУД:планирование,контроль в форме сличения способа действий с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий от эталона

8 этап. Включение в систему знаний и повторение

Цель: организовать отработку навыков использования нового содержания совместно с ранее изученным материалом

На слайде перед вами советы юного физика,дополните их и объясните:

1.Зимой я буду носить просторные сапоги,т.к.они… (слайд7)

2.Открываю духовку с готовящимися пирогами ,я буду стоять…(слайд8)

3.В сильный мороз лицо необходимо смазать жирным кремом,так как….(слайд9)

4.Если я захочу ,чтобы мой чай остыл быстрее,я….(слайд10)

1.Лучше защищают от мороза.Воздух плохо проводит тепло,в сапоге он является ещё одной прослойкой,которая задерживает тепло.

2.Сбоку и не буду смотреть сверху на них,т.к. можно получить ожог конвекционными потоками воздуха.

3.Жир обладает плохой теплопроводностью и защищает кожу от переохлаждения.

4.Помешаю его ложкой(вынужденная конвекция).

ПУУД: обобщение, построение логической цепи рассуждений

9 этап. Рефлексия учебной деятельности на уроке

Цель: зафиксировать новое содержание, изученное на уроке, организовать рефлексию и самооценку учениками собственной учебной деятельности

1. Что мы сегодня на уроке делали?

2. Подчеркните в табличке верные для вас утверждения

1.Экспериментально изучили и назвали новый способ теплопередачи

2. Дали определение новым понятиям.(конвекция,естественная ,вынужденная).

3. Сделали выводы и заполнили таблицу.

4. Применили знания в решении задач.

Подчёркивают в таблице

Активно работал.

Просто сидел.

Коротким

Длинным

Устал

Не устал

Мне помогала в открытии новых знаний

Отвлекала.

Всё понял

Понял частично.

Ничего не понял

РУУД: оценка (выявление о осознание учащимися того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения).

РУУД: контроль в форме сличения деятельности на уроке с критериями формирующего оценивания

3. Домашнее задание: §5,сборник вопросов и задач А.А. Марон № 691,692,694,700(слайд11)

1. Петерсон Л.Г. Деятельностный метод обучения: образовательная система «Школа 2000…»/ Построение непрерывной сферы образования.- М.: АПК и ППРО. УМЦ «Школа 2000…», 2007.- 448 с.

2. Физика. 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений/А.В.Перышкин– М.: Дрофа, 2010. – 237.

3.Источник иллюстраций:

Приложение 1 (икр для групп):

Состав группы:

1.

2.

3.

4.

Таблица:

Определение конвекции:

жидкости вид при теплопередачи называется энергия, котором или переносится струями газа, конвекцией.

—————————————————————————————————————————————————————————

Приложение 2(инстукции для групп):

1,4 группа(опыт с вертушкой)

Оборудование:вертушка из бумаги,штатив,лапка,муфта,свеча,отражатель.

Цель:исследовать явление конвекции

Ход работы:

1.собрать установку как на рисунке

2.поджечь свечу.

3.наблюдаем вращение змейки.

4.заполняем ИКР группы

2,5 группа(опыт с колбой)

Оборудавание:штатив,муфта,кольцо,колба с водой,кусочек красящего вещества(марганцовка),свеча.

Цель:исследовать явление конвекции

Ход работы:

1.Собираем установку как на рисунке.

2.Кладем на дно колбы небольшой кусочек марганцовки.

3.Поджигаем спиртовку.

4.Наблюдаем как окрашенные потоки воды поднимаются вверх.

5.Заполняем ИКР группы.

3,6 группа(опыт с весами)

Оборудование:штатив,лапка,муфта,уровновешенные весы,свеча,отражатель.

Цель:исследовать явление конвекции

Ход работы:

1. Группа берёт учебные весы, закрепляет их на лапке штатива и уравновешивает.

2. Поджигают свечу.

3. Подносят снизу на расстояние 10-12 см к правой чаши весов горящую свечу

4. Наблюдаем ,что весы вышли из равновесия.

5. Заполняем ИКР группы.

infourok.ru

Опыт 3. Теплопроводность жидкостей

Вариант 1. Оборудование: Пробирка с водой и спиртовка.

Для демонстрации плохой теплопроводности жидкости в пробирку на ¾ объема наливают воды. Держа пробирку в руках под небольшим углом над пламенем спиртовки, нагревают воду у открытого конца (рис. 130). Показывают, что вода здесь быстро закипает, однако внизу большого нагрева не ощущается.

Рис. 130 Рис. 2.105 Рис. 131

Опыт 4. Теплопроводность газов

Вариант 1. Оборудование: две пробирки, две пробки, два стержня, два шарика, спиртовка, штатив, подвес.

Плохую теплопроводность воздуха демонстрируют с помощью двух одинаковых пробирок, закрытых пробками, через которые пропущены короткие стержни. К концам стержней прикрепляют пластилином или парафином стальные шарики (рис. 131). Про­бирки над спиртовкой располагают так, чтобы в одной из них про­исходила конвекция, а в другой теплопроводность воздуха. Замечают, что в одной пробирке ша­рик быстро отпадает от стержня.

Вариант 2. См. рис. 2.105

Опыт 5. Конвекция жидкостей

Вариант 1. Оборудование: прибор для демонстрации конвекции жидкости, марганцовокислый калий, спиртовка, штатив.

Прибор, представляющий собой замкнутую стеклянную трубку (рис. 132), укрепляют в лапке штатива. (Лучше подвесить, чем зажимать трубку в нижней части, ибо в последнем случае больше вероятности разрушить стекло.) Через верхнее отверстие любого колена трубку наполняют водой так, чтобы по всему замкнутому пути внутри трубки не было пузырьков воздуха.

При выполнении опыта в ложечку с сеткой помещают кристаллики марганцовокислого калия и oпускают ее в колено (можно одновременно опустить две ложечки с кристалликами марганцовокислого калия в оба колена). Затем к нижней части этого колена подносят спиртовку и наблюдают конвекцию.

Рис. 132 Рис. 133

Опыт 6. Конвекция газов

Вариант 1. Оборудование: спиртовка, спички, бумажная змейка, металлическое острие.

Для демонстрации конвекции газа изготовляют бумажную змейку, которая вращается в потоке восходящего горячего воздуха, идущего от спиртовки или электроплитки (рис. 133). (При установке змейки на острие нельзя прокалывать бумагу.)

Опыт 7. Нагревание излучением

Вариант 1. Оборудование: теплоприемник, манометр открытый демонстрацион­ный, настольная лампа (или электроплитка).

Теплоприемник, соединенный трубкой с демонстрационным мано­метром (см. рис. 123), укрепляют в штативе напротив излучателя. В качестве излучающего тела можно взять электроплитку, сосуд с горячей водой и пр. К нему сбоку подносят теплоприемник темной стороной и наблюдают за показаниями манометра в тече­ние 1—2 мин.

Затем поворачивают теплоприемник блестящей по­верхностью к лампе, расположенной на том же расстоянии от теплоприемника, и в течение того же времени следят за показанием манометра. Делают вывод.

Во второй серии опытов накал лампы (или расстояние до излучателя) уменьшают и вновь наб­людают изменение показаний манометра в прежних условиях. Делают вывод.

Вариант 2. См. Рис. 2.99; 2.101.

Вопрос. В каком случае изменение показаний жидкостного манометра

происходит быстрее, если теплопередатчик и теплоприемник обращены друг к другу блестящими поверхностями или если они об­ращены друг к другу зачерненными поверхностями?

Рис. 123 Рис. 2.101 Рис. 2.99

studfile.net

Презентация по физике «Опыты по конвекции»

Презентация на тему: Опыты по конвекции

Скачать эту презентацию

Скачать эту презентацию

№ слайда 1 Описание слайда: № слайда 2 Описание слайда:

Урок разработан по технологии деятельностного метода (Петерсон Л.Г. программа «Школа 2000…») и соответствующей ей системе дидактических принципов, которые синтезируют идеи современной дидактики (А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин, Л.В. Занков, В.В. Давыдов и др.) Урок разработан по технологии деятельностного метода (Петерсон Л.Г. программа «Школа 2000…») и соответствующей ей системе дидактических принципов, которые синтезируют идеи современной дидактики (А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин, Л.В. Занков, В.В. Давыдов и др.) Тип урока – урок изучения нового материала. Данный урок – четвёртый урок в теме «Тепловые явления» (программа и учебник «Физика-8» Пёрышкина А.В.).Обучение организовано учителем на деятельностной основе. Учащиеся, сами приходят к выводу о том, что есть другой вид теплопередачи, кроме теплопроводности. Формулируют сами цель урока: изучить новый вид теплопередачи (учитель только вводит термин «конвекция»), сами делают и формулируют выводы, сами оценивают результаты своей деятельности на уроке. Урок разбит на три этапа: 1. Ориентировочно — мотивационный этап. 2. Операционально-исполнительский этап. 3. Рефлексивно — оценочный этап.

№ слайда 3 Описание слайда:

Данный урок представлен на конкурс в связи с появлением в школах компьютерного измерительного комплекса лаборатории L-микро. В настоящее время наблюдается дефицит методических разработок по использованию данной измерительной системы. Применение лаборатории L-микро позволяет совместить преимущества живого эксперимента и компьютерной обработки результатов, позволяет наглядно увидеть на экране зависимость одной физической величины от другой непосредственно в процессе измерений (в данном уроке зависимость температуры от времени). Важно то, что компьютером обрабатываются не какие-то виртуальные, а реальные физические процессы наблюдаемые здесь же. Данный урок представлен на конкурс в связи с появлением в школах компьютерного измерительного комплекса лаборатории L-микро. В настоящее время наблюдается дефицит методических разработок по использованию данной измерительной системы. Применение лаборатории L-микро позволяет совместить преимущества живого эксперимента и компьютерной обработки результатов, позволяет наглядно увидеть на экране зависимость одной физической величины от другой непосредственно в процессе измерений (в данном уроке зависимость температуры от времени). Важно то, что компьютером обрабатываются не какие-то виртуальные, а реальные физические процессы наблюдаемые здесь же.

№ слайда 4 Описание слайда:

Современное общество ожидает от образования подготовленных, коммуникабельных людей с высоким уровнем развития, с умениями одновременно работать в группе и принимать самостоятельные решения. В рамках данного урока, через групповую работу учащихся развивается способность критически анализировать полученную информацию, защищать обоснованно свою точку зрения, находить верное решение. Современное общество ожидает от образования подготовленных, коммуникабельных людей с высоким уровнем развития, с умениями одновременно работать в группе и принимать самостоятельные решения. В рамках данного урока, через групповую работу учащихся развивается способность критически анализировать полученную информацию, защищать обоснованно свою точку зрения, находить верное решение. На основе наблюдений и экспериментов учащиеся могут сформировать знания о конвекции, ее механизме, ее особенностях, учатся работать с графиками. В опыте №3 показываются одновременно конвекция в жидкости и газе, такое сочетание приборов ранее не встречалось, конвекционная вертушка изготовлена учащимися (видеоролик, на котором показан данный опыт, создан автором, может быть использован в качестве видеодемонстрации конвекции).

№ слайда 5 Описание слайда:

Цели урока: Цели урока: Познакомить учащихся с конвекцией, выяснить причины её возникновения; изучить примеры проявления в природе. Развитие коммуникативных навыков учащихся через организацию групповой работы. Развитие творческого мышления учащихся.

№ слайда 6 Описание слайда:

Актуализация знаний о теплопередаче, выравнивание стартовых позиций. Актуализация знаний о теплопередаче, выравнивание стартовых позиций. Создание ситуации успеха. Задание 1. Проблемная ситуация, постановка учебной задачи. Задание 2. Опыт №1.

№ слайда 7 Описание слайда:

Задание 2. Опыт №3. Задание 2. Опыт №3. Задание 2. Опыт №4. Задание 3. Задание 4.

№ слайда 8 Описание слайда:

Обобщение темы урока. Задание 5. Обобщение темы урока. Задание 5. Итоговая самооценка. Домашнее задание.

№ слайда 9 Описание слайда:

Компьютерный измерительный блок. Мультимедийный проектор (телевизор), датчик температуры (0-1200С) – 2 шт., рабочее поле со стержнями, плата с зажимами — 2 шт., стакан из термостойкого стекла, теплоизоляционная перегородка. Штативы, алюминиевый стакан от калориметра, прибор для демонстрации конвекции в жидкости, спиртовка, вертушка для демонстрации конвекции в газе, ложка, раздаточный материал. Компьютерный измерительный блок. Мультимедийный проектор (телевизор), датчик температуры (0-1200С) – 2 шт., рабочее поле со стержнями, плата с зажимами — 2 шт., стакан из термостойкого стекла, теплоизоляционная перегородка. Штативы, алюминиевый стакан от калориметра, прибор для демонстрации конвекции в жидкости, спиртовка, вертушка для демонстрации конвекции в газе, ложка, раздаточный материал.

№ слайда 10 Описание слайда:

Тепловые явления. Руководство по выполнению экспериментов. – М.: МГИУ, 2006.-36с Тепловые явления. Руководство по выполнению экспериментов. – М.: МГИУ, 2006.-36с Тульчинский М.Е. качественные задачи по физике в 6 –7 классах. Пособие для учителей. М., «Просвещение», 1976. http://l-micro.ru Петерсон Л.Г. Технология деятельностного метода как средство реализации современных целей образования. – М.: УМЦ «Школа 2000 …», 2004.

№ слайда 11 Описание слайда:

I.Ориентировочно-мотивационный этап: I.Ориентировочно-мотивационный этап: 1. Актуализация знаний о теплопередаче, выравнивание стартовых позиций. 2. Создание ситуации успеха. Учитель организует работу в группах, выдаёт раздаточный материал, предлагает выполнить задание №1. Учащиеся обращают внимание на то, что воздух плохой проводник тепла. Вопросы простые, по прошлой теме. Ситуация успеха.

№ слайда 12 Описание слайда: № слайда 13 Описание слайда:

3. Проблемная ситуация, постановка учебной задачи. 3. Проблемная ситуация, постановка учебной задачи. Учитель показывает опыт №1 «Наблюдение конвекции в газе». Датчик температуры нагревается когда он над рукой и не нагревается когда он под ней.

№ слайда 14 Описание слайда:

Пронаблюдайте опыты и графики к ним, ответьте на вопросы. Пронаблюдайте опыты и графики к ним, ответьте на вопросы. Опыт №1. 1. Воздух плохой проводник, но тепло проводит. Почему? 2. Когда рука сверху воздух не проводит тепло, когда снизу – проводит. Почему? 3. Как изменилась температура датчика от 18,6 с до 35 с?

№ слайда 15 Описание слайда: № слайда 16 Описание слайда:

В конце первого этапа происходит формирование проблемы и цели урока, не учителем, а самими учащимися, на основе нехватки знаний для решения данной проблемы. В конце первого этапа происходит формирование проблемы и цели урока, не учителем, а самими учащимися, на основе нехватки знаний для решения данной проблемы. Учащиеся отвечают на вопросы задания №2 к опыту №1 и приходят сами к выводу о том, что есть другой вид теплопередачи, кроме теплопроводности. Формулируют сами цель урока: изучить новый вид теплопередачи. После обсуждения учитель говорит название нового вида теплопередачи, т. к. учащиеся не знают его, и записывает на доске тему урока: «Конвекция».

№ слайда 17 Описание слайда:

Учитель показывает опыт №2 «Наблюдение конвекции в газе». Над нагретым цилиндром и под ним находятся датчики температуры. Верхний датчик нагревается, нижний – нет. Учитель показывает опыт №2 «Наблюдение конвекции в газе». Над нагретым цилиндром и под ним находятся датчики температуры. Верхний датчик нагревается, нижний – нет.

№ слайда 18 Описание слайда:

Почему верхний термометр нагревается до более высокой температуры, чем нижний? Почему верхний термометр нагревается до более высокой температуры, чем нижний? Какова разность температур верхнего и нижнего термометра? Сравните разность температур в опыте №1 и опыте №2.

№ слайда 19 Описание слайда: № слайда 20 Описание слайда:

Учащиеся наблюдают одновременное движение жидкости в трубке и вращение вертушки и отвечают на вопросы. Учащиеся наблюдают одновременное движение жидкости в трубке и вращение вертушки и отвечают на вопросы. Чем вызвано движение окрашенной жидкости в сосуде? Чем вызвано вращение вертушки? Из обсуждения результатов опытов №2-3 учащиеся делают вывод: энергия переносится струями вещества (газа и жидкости).

№ слайда 21 Описание слайда:

«Наблюдение конвекции при смешивании горячей и холодной воды, разделённой до этого перегородкой». «Наблюдение конвекции при смешивании горячей и холодной воды, разделённой до этого перегородкой».

№ слайда 22 Описание слайда: № слайда 23 Описание слайда: № слайда 24 Описание слайда: № слайда 25 Описание слайда: № слайда 26 Описание слайда:

Чем переносится энергия во всех опытах? Чем переносится энергия во всех опытах? Как могли бы измениться результаты опытов, если вместо воды взять другую жидкость? Что произошло бы в опыте №4, если сразу после удаления перегородки воду перемешать?

№ слайда 27 Описание слайда:

Учащиеся обращают внимание на то, что естественная конвекция происходит из-за различия температур в разных местах среды и вызванного этим различия плотностей. При вынужденной конвекции энергия нагретой жидкости или газа переносится, главным образом, с помощью насоса, мешалок и других устройств. Учащиеся обращают внимание на то, что естественная конвекция происходит из-за различия температур в разных местах среды и вызванного этим различия плотностей. При вынужденной конвекции энергия нагретой жидкости или газа переносится, главным образом, с помощью насоса, мешалок и других устройств. Учитель предлагает выполнить, а учащиеся выполняют 3-е и 4-е задание.

№ слайда 28 Описание слайда: № слайда 29 Описание слайда:

Обобщение темы урока. Обобщение темы урока. Итоговая самооценка. Домашнее задание

№ слайда 30 Описание слайда: № слайда 31 Описание слайда:

Учащиеся отвечают на обобщенные вопросы по теме, соотносят свои полученные знания с поставленной целью. Удалось ли им достигнуть цели? Рассматривают вопросы на проверку понимания темы. Делают для себя вывод, насколько они были успешны на уроке, что необходимо предпринять, чтобы лучше усвоить понятие конвекции. Сдают анкету. Учащиеся отвечают на обобщенные вопросы по теме, соотносят свои полученные знания с поставленной целью. Удалось ли им достигнуть цели? Рассматривают вопросы на проверку понимания темы. Делают для себя вывод, насколько они были успешны на уроке, что необходимо предпринять, чтобы лучше усвоить понятие конвекции. Сдают анкету.

№ слайда 32 Описание слайда:

1 уровень. §5, задачи №759-762,767. 1 уровень. §5, задачи №759-762,767. По желанию: 2 уровень. 1. Изготовить прибор для демонстрации конвекции. 2. Подготовить доклад о проявлении конвекции в природе и технике. Учитель благодарит учащихся за работу на уроке.

№ слайда 33 Описание слайда:

Автор: Автор: Новиков Алексей Владимирович, учитель физики высшей категории МОУ «Лицей №124» г. Барнаула Электронная почта: [email protected]

№ слайда 34 Описание слайда:

ppt4web.ru

Опыты и эксперименты по физике на тему: Занимательные опыты с водой в домашних условиях

Вода

       Человек каждый день пользуется водой – она нужна ему постоянно, чтобы его организм был здоровым, способным к любой деятельности. Известно, что человеческий организм не может существовать без воды – тело младенца в возрасте от рождения до года состоит на 85% из воды, при достижении 18 лет её содержание уменьшается до 65-70%, а в престарелом возрасте содержание воды может доходить до 25%.

        Вода в том или ином виде находится всюду. Громадными массами снега и льда она покрывает полярные страны и вершины высоких гор. Обращаясь в мельчайшие капельки, вода образует облака, из которых выпадают дожди. Замёрзшие капельки воды падают в виде снега.

       Вода необходима для хозяйственной деятельности людей: она используется для приготовления пищи, стирки белья, уборки жилья, других гигиенических процедур. Вода необходима и для организации различных производств – бумаги и книг, тканей и текстиля, для обогащения руды.

        Как и любое другое вещество, вода состоит из мельчайших частиц – молекул. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекулы воды находятся в постоянном беспорядочном движении.

         Вода – это самое распространённое вещество на нашей планете. На первый взгляд, её свойства известны всем. Вода в природе существует в трёх агрегатных состояниях: твёрдом (лёд), жидком (вода), газообразном (пар).

         Вода в газообразном состоянии обладает такими же свойствами, что и любой газ, — не имеет постоянного объёма и формы. Пар приобретает форму и объём того сосуда, который он занимает. Объясняется это тем, что молекулы воды находятся в непрерывном хаотическом движении. Расстояние между ними достаточно большое – частицы находятся в разряжённом состоянии.

         Вода в жидком состоянии обладает свойствами любой жидкости – имеет постоянный объём и непостоянную форму. Один литр воды в шарообразном аквариуме при переливании её в кубический аквариум будет иметь объём 1 литр. Объясняется это тем, что молекулы воды находятся в хаотическом движении. Расстояние между ними меньше, чем в газообразном состоянии.

         Вода в твёрдом состоянии обладает свойствами твёрдых тел – имеет постоянный объём и постоянную форму, приобретённую при застывании. Объясняется это тем, что молекулы воды при охлаждении движутся не так интенсивно, как в жидком состоянии, и расположены очень близко – образуют кристаллическую решётку.

          Плотность воды зависит от массы её атомов и от плотности их упаковки (от того, как близко расположены атомы относительно друг друга). Плотность воды в разных агрегатных состояниях разная. Обычно в твёрдом состоянии атомы и молекулы любого вещества прочно связаны друг с другом и очень близко расположены друг около друга (плотно упакованы). Поэтому вещества в твёрдом состоянии имеют наибольшую плотность.

         В жидком состоянии плотность упаковки атомов и молекул также высока, поэтому плотность вещества в жидком состоянии не сильно отличается от плотности его в твёрдом состоянии.

        В газообразном состоянии атомы и молекулы вещества имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на значительное расстояние. Плотность упаковки их очень низкая, и вещество в газообразном состоянии обладает наименьшей плотностью. Обычно твёрдые тела тонут в своих расплавах. Однако вода является исключением – лёд не тонет в воде.

       Плотность воды при нормальных условиях составляет 1000 кг на один кубический метр. Плотность льда составляет 900 кг на кубический метр. При таянии его плотность увеличивается и достигает максимума при 4 градусах выше нуля. При такой плотности вода не замерзает. Этим объясняется, почему рыбы спокойно выживают в зимний период.

        Известно, что вода, как и все жидкости, не имеет постоянной формы, а приобретает форму того сосуда, в который она налита.

        Так, вытекающая из трубы цилиндрической формы струя воды приобретает форму цилиндра. Перекрыв кран, можно наблюдать, как вытекают остатки воды в виде капель. Капли имеют форму шарика. Почему именно эту форму приобретает вода в жидком состоянии? Как это происходит?

        Такое превращение объясняется наличием поверхностного натяжения в воде.

        Поверхностное натяжение – это способность и стремление жидкости, в том числе и воды, при соприкосновении с воздухом, другими жидкостями или твёрдыми телами, принять такую форму, чтобы как можно больше сократить поверхность соприкосновения с этим веществом. Из математики известно, что такой формой, при которой касание с другими веществами будет наименьшим, точечными (касание в одной точке), является шар. Именно поэтому капельки росы на растениях и земле имеют форму шариков.

         Процесс проявления поверхностного натяжения можно наблюдать при скатывании ватного шарика, размер которого необходимо уменьшит. Такую задач можно решить, если уминать вату – уменьшать промежутки между её частичками. При этом комочек становится более жёстким, более плотным. Такой же процесс происходит в жидкостях, в том числе и в воде.

        Вода может переходить из одного состояния в другое – из жидкого в твёрдое состояние, из твёрдого состояния в газообразное и обратно.

       Это можно увидеть, если проследить круговорот воды в природе: вода (жидкое состояние) испаряется из водоёма и в виде капель (газообразное состояние) поднимается в небо, где воздух имеет более низкую температуру, чем на поверхности земли. В результате капельки воды превращаются в снежинки и льдинки (твёрдое состояние). Постепенно льдинки увеличиваются в размере и под действием собственного веса падают вниз. При приближении к тёплой поверхности земли льдинки превращаются в капли дождя, которые, попав в водоём или на поверхность земли, повторяют пройденный путь.

         Такой водоворот возможен в результате действия конвекции.

Конвекция – это вид передачи тепла (теплопередачи) струями и потоками. Существует ещё два вида передачи тепла: тепловое излучение и теплопроводность.

        Тепловое излучение – это передача теплового электромагнитного излучения нагретым телом.

        Теплопроводность – это перенос внутренней энергии (тепла) от более нагретого тела или части его к менее нагретому телу или части его. Все эти способы теплопередачи можно наблюдать в повседневной жизни.

        Тепловое излучение можно наблюдать, греясь у костра.

        Теплопроводность используется при передаче тепла горячей воды радиаторам в системе отопления.

        Именно из-за конвекции не рекомендуется поливать комнатные растения холодной водой, особенно зимой. Холодная вода очень медленно проникает в растение, например, вода при 0 градусов по Цельсию поступает в корень растения приблизительно в 7 раз медленнее, чем вода температурой 20 градусов. При этом растение не получает вовремя нужные питательные вещества. Холодная вода, застоявшаяся в горшке с растением, может закиснуть, и тогда оно погибает.

       В водных растворах молекулы растворяемого вещества распределяются между молекулами воды. Свойства исходных веществ (растворителя и растворимого) сохраняются в растворе, который не отстаивается, а остаётся всё время однородным.

         В воде могут растворяться твёрдые вещества, жидкие, газы.

         Процесс растворения можно ускорить перемешиванием растворимых веществ (жидкостей, твёрдых веществ, газов). При помешивании увеличивается скорость движения частиц растворяемого вещества внутри жидкости, что приводит к увеличению скорости заполнения пространства между молекулами воды.

         Кроме того, ускорение растворения вещества происходит при нагревании жидкости. Можно ускорить растворение вещества, если растворимое вещество поместить на поверхности растворителя (воды). Плотность раствора (заполнение пространства между молекулами воды и растворяемого вещества) больше плотности окружающей воды. Поэтому, образовавшись около помещённого на поверхности воды вещества, раствор струйками падает вниз и растворение ускоряется.

         Процесс растворения зависит от размера частиц растворяемого вещества, тем быстрее идёт процесс растворения.

         Водные смеси – это раствор воды и твёрдых частиц, которые практически взаимно не растворяются, так как очень сильно отличаются друг от друга по характеру молекул. Например, частичка песка и воды. В смесях свойства исходных веществ сохраняются.

         Эмульсия – это раствор, состоящий из двух практически взаимно нерастворимых жидкостей, которые очень сильно отличаются друг от друга по характеру молекул. Например, частички маслянистых жидкостей и воды. Известно, что растительные жиры и бензин плохо растворяются в воде.

        Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется насыщенным.

        Растворимость вещества показывает, какая масса его может раствориться в определённом объёме воды при заданной температуре, чтобы раствор стал насыщенным.

       Обычно растворимость вещества измеряется в килограммах на кубический метр или в граммах на литр. Растворимость большинства веществ не безгранична. Например, при температуре 20 градусов в 1 литре воды может раствориться 2000 г сахара, 259 г соли. (хлорида натрия)

       Эксперименты и демонстрации с водой позволяют познакомиться со многими физическими явлениями и свойствами, такими как теплопередача (конвекция), изменение объёма вещества при повышении и понижении их температуры, способом измерения плотности вещества.

 

Опыт №1.

«Сжатие бутылки»

Выполняется только с родителями. Время выполнения 20 минут.

Для опыта потребуется:

1. Холодная вода;
2. Горячая вода;
3. Ёмкость из термостекла;
4. Полулитровая пластиковая бутылка;
5. Пластиковая воронка.

      Кажется, что сжать обыкновенную пластиковую бутылку без усилий невозможно. Однако, это не так: немного смекалки, знание физических законов и опыт, описанный ниже, помогут тебе справиться с этой задачей.

   

Выполнение опыта:

1. В пустую пластиковую бутылку налей горячей воды (100-200 мл).
2. Герметично закрой бутылку пробкой. Поставь бутылку в ёмкость из термостекла и начни осторожно поливать её холодной водой. Наблюдай за тем, что происходит с бутылкой.

    Горячая вода в бутылке под действием холодной воды начнёт остывать. Расстояние между её молекулами начнёт уменьшаться, что приведёт к уменьшению объёма воды и давления её молекул на стенки бутылки. Стенки бутылки начнут деформироваться, изменять её форму, сжиматься. Бутылка, закрытая пробкой, стремится принять форму, которая компенсирует изменение объёма.

                                         

Опыт №2.

«Перевёрнутая банка с водой»

       

Можно выполнять самостоятельно. Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. Стеклянная банка с пластмассовой крышкой
2. Ножницы
3. Резинка
4. Вода
5. Кусок москитной сетки или марли
6. Лист картона
7. Миска

Инструкция по выполнению:

1. Налей в банку столько воды, чтобы она начала выливаться.
2. Отрежь кусок марли, чтобы он был примерно в два раза больше горлышка банки
3. Закрепи марлю на банке резинкой. Накрой банку листом картона и подставь пустую миску.
4. Переверни банку над миской, придерживая картон рукой.
5. Медленно убери лист картона, потянув за одну из его сторон строго по горизонтали. Что ты наблюдаешь в этом случае?

          В первом случае вода из сосуда не выливается, потому что при переворачивании банки между её дном и слоем воды образуется пустота (вакуум). Давление в этой области ниже, чем атмосферное давление снаружи. Вода словно засасывает лист бумаги внутрь внутрь. Он нужен для того, чтобы в воду не попал воздух снаружи и не выровнял давление в сосуде с атмосферным. Во втором случае, если убрать лист картона, вода также не выливается из банки вследствие действия силы взаимодействия молекул воды друг с другом и поверхностью решётки.

        Возможно ты не раз замечал, что вода из тонкого сосуда не выливается, даже если его перевернуть вверх дном. Каждая мелкая ячейка марли представляет собой своеобразное отверстие узкого сосуда, вода в котором удерживается благодаря силам межмолекулярного взаимодействия.

                               

Опыт №3

«Измеритель плотности»

Опыт можно выполнять самостоятельно. Время выполнения 30 мин.

Для опыта потребуется:

1. Сырое яйцо.
2. Металлические гайки
3. Вода
4. Проволока или нитка
5. Шило
6. Миска
7. Пластилин
8. Ножницы
9. Банка или большой стакан
10.  Шприц
11. Лист бумаги
12. Термометр
13. Карандаш

        Задумывался ли ты, почему даже после самой холодной зимы и лютых морозов в глубоководных водоёмах: реках, озёрах и морях – остаются живыми их обитатели – рыбы, раки и лягушки? Объясняется это тем, что плотность воды изменяется в зависимости от её температуры. Убедись в этом, проделав следующий эксперимент.

            Инструкция по выполнению:

1. На остром конце сырого яйца шилом аккуратно проделай небольшое отверстие.
2. С помощью шприца удали содержимое.
3. Залепи отверстие пластилином.
4. Прикрепи к нему на проволоке или нитке небольшой груз, например несколько металлических гаек.
5. Опусти скорлупу с грузом в стакан или банку с водой комнатной температуры. Скорлупа должна едва касаться дна. Если не получилось, нужно отрегулировать или заменить груз.
6. На листе бумаги начерти таблицу

Температура	Положение относительно дна
Комнатная температура
+4 градуса
+10 градусов

7. Измерь температуру воды. Запиши показания. Поставь банку в холодильник. Спустя 20-30 минут посмотри, как ведёт себя скорлупа с грузом. В момент, когда она поднимается, измерь показания. Заполни таблицу. После того, как яйцо опустилось, достань банку из холодильника. Понаблюдай, что происходит, не забывая снимать показания термометра и записывать, в каком положении относительно дна находится скорлупа. Проанализируй данные.

        На морозе вода начала остывать, её плотность увеличилась – яичная скорлупа поднялась вверх. Когда температура опустилась до отметки 4 градуса, скорлупа находится к поверхности ближе всего. Температура воды продолжает понижаться, вместе с ней уменьшается плотность – скорлупа опускается на дно. В помещении остывшая вода начинает нагреваться, её температура быстро достигает отметки +4 градуса – скорлупа снова поднимается к поверхности. Дальнейшее нагревание воды сопровождается понижением плотности – скорлупа опускается на дно.

         Когда вода охлаждается в холодильнике, прибор всплывает на непродолжительное время. При температуре +4 градуса прибор поднимается на максимальную высоту.

Опыт №4.

«Огнеупорный воздушный шарик».

Выполняется только с родителями. Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. 2 воздушных шарика.
2. Свеча
3. Зажигалка или спички
4. Вода

          И дети, и взрослые любят играть с воздушными шарами. Маленькие дети радостно резвятся с шариками в виде животных, автомобилей, сказочных героев. Ребята постарше увлечённо соревнуются, выдувая огромные мыльные пузыри. Взрослые не прочь полетать на воздушном шаре или попробовать покататься в зобре. Однако все эти разновидности шаров не долговечны.

       Как ты думаешь, воздушные шарики всегда лопаются? Чтобы доказать окружающим, что они могут быть огнеустойчивыми, тебе вовсе не потребуется специальное научное оборудование. Интересно? Тогда приступай к выполнению следующего эксперимента!

Инструкция по выполнению:

1. Налей в воздушный шарик воды. Завяжи его в узел, чтобы жидкость не могла просочиться.
2. Зажги свечу.
3. Поднеси шарик, наполненный водой, к пламени свечи, держа его за узел. Подержи его над пламенем несколько секунд, а затем убери.
4. Надуй второй шарик. Повтори опыт с шариком, наполненным воздухом. Не забудь потушить свечу, когда закончишь эксперимент.

        В первой части эксперимента наблюдается физический процесс поглощения энергии пламени жидкостью: энергия излучения превращается во внутреннюю энергию жидкости. При этом температура воды повышается. Во второй части эксперимента, когда вместо жидкости шарик наполнили воздухом, такого поглощения не происходит (теплоёмкость воздуха ниже теплоёмкости воды). Пламя прожигает резину, и шарик не может больше сдерживать давление воздуха.

        В первом случае шарик останется невредимым, а во втором случае лопнет.

Опыт №5

«Лава в бутылке»

Можно выполнять самостоятельно в тёмное время суток.

Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. Чистая пластиковая бутылка объёмом 1 литр.
2. Шипучая таблетка.
3. Пищевой краситель любого цвета.
4. Вода.
5. Нож
6. Воронка
7. Растительное масло
8. Большой фонарь.

    Наверное, для тебя не секрет, что растительное масло и вода – две жидкости, которые ни при каких условиях нельзя смешать друг с другом. Воспользуйся этим свойством, чтобы провести необычный эксперимент!

Инструкция по выполнению опыта:

1. В пластиковую бутылку объёмом 1 литр налей воды. Воспользуйся для этого воронкой. Всыпь в воду немного пищевого красителя любого цвета. Хорошенько взболтайте бутылку.
2. Влей растительное масло – столько, чтобы до горлышка оставалось 2-3 см. Оставь бутылку на несколько минут, чтобы жидкость расслоилась.
3. Раздели шипучую таблетку на две равные части. Брось одну часть в бутылку.
4. Возьми бутылку в руку и понаблюдай за происходящим волшебством! Особенно эффектно эта картина будет выглядеть, если посветить сквозь бутылку фонариком.

        Достигнув водяного слоя, таблетка начинает растворяться. Этот процесс сопровождается выделением газа. Пузырьки газа поднимаются вверх и увлекают за собой капельки окрашенной воды, которые вместе с ними проделывают путь через слой масла. Когда воздушный пузырёк выходит из бутылки, капельки цветной жидкости снова опускаются на дно, поскольку не могут раствориться в масле. Если опыт тебе понравился, добавь в бутылку вторую половинку таблетки.

 

nsportal.ru