Урок Решение задач по теме «Внутренняя энергия и способы её изменения»

Урок
Решение задач по теме «Внутренняя энергия и способы её изменения»
Цель: научить учащихся решать качественные задачи по теме.
Задачи:
Закрепление и расширение содержания следующих понятий: внутренняя энергия, количество теплоты, теплопередача, теплопроводность, конвекция, излучение.
Развитие логического мышления учащихся, аналитико-синтетических мыслительных операций в процессе решения задач.
Воспитание чувства коллективизма, ответственности за других одноклассников, умения вести себя в игре, отстаивать свою точку зрения и уважительно относиться к мнению другого.
Форма проведения: игра «Что, где, когда?»
План урока
Объявление темы и цели урока. Ознакомление с правилами игры. (1-2 мин)
Разбор качественных задач по теме в игровой форме. (20 мин)
Подведение итогов. (3-4 мин)
Подсчитываются баллы, набранные каждой командой. Выигрывает команда, набравшая больше всех баллов. Среди остальных команд распределяются места. С учётом этих мест за урок выставляются отметки.
ПОРЯДОК ВЫСТАВЛЕНИЯ ОЦЕНОК
Все участники команды-победительницы получают пятёрки за урок.
Участники команды, занявшей II место, – четвёрки. По мнению капитана команды одному или двум наиболее активным ученикам можно поставить пятёрки.
Все участники команды, занявшей III место, получают четвёрки.
В командах, не занявших призовых мест, капитан может выделить одного или двух игроков, которые давали правильные ответы по ходу урока и поощрить их оценкой, если таковые имеются.
После урока капитаны команд подходят к учителю, называют ему фамилии учащихся, членов команд, и учитель выставляет отметки за урок в журнал.
Тексты задач к уроку
После обработки на точильном станке зубило становится горячим. Зубило, вытянутое из горна, тоже горячее. Одинакова ли причина повышения температуры зубил?
Ответ:
Нет, неодинаковая. В первом случае температура зубила повышается за счёт увеличения его внутренней энергии способом совершения над ним работы, а во втором случае – способом теплопередачи.
Спичка загорается при трении её о коробок. Она вспыхивает и при внесении её в пламя свечи. В чём сходство и различие причин, приведших к воспламенению спички в том и другом случае?
Ответ:
Сходство в том, что в том и другом случае увеличивается внутренняя энергия, а значит, и температура спички.
Различие в том, что в первом случае температура спички повышается за счёт увеличения его внутренней энергии способом совершения над ним работы, а во втором случае – способом теплопередачи.
Почему врач, поставив медицинский термометр больному, смотрит его показания через 5-7 минут?
Ответ:
Для того чтобы температура тела больного и температура термометра совпали, необходимо, чтобы между этими двумя телами произошла теплопередача (от тела больного к термометру), а для этого необходимо время.
Почему пила нагревается, если ею пилить длительное время?
Ответ:
Температура пилы повышается за счёт увеличения её внутренней энергии способом совершения над ней работы. Работу совершает сила трения.
На каком физическом явлении основан способ добывания огня трением?
Ответ:
Температура тела, которое загорается, повышается за счёт увеличения его внутренней энергии способом совершения над ним работы. Работу совершает сила трения.
В стакан налит горячий чай. Как осуществить теплообмен между чаем и стенками стакана?
Ответ:
Теплообмен осуществляется способом теплопроводности. Молекулы горячей воды, соприкасаясь со стенками стакана, передают часть своей энергии молекулам стекла, в результате чего их внутренняя энергия увеличивается, и стакан нагревается.
Почему нагретые детали охлаждаются в воде быстрее, чем на воздухе?
Ответ:
Воздух в отличие от воды - плохой проводник теплоты, поэтому он не проводит тепло от деталей.
Зачем канализационные и водопроводные трубы зарывают в землю на значительную глубину?
Ответ:
Земля – плохой проводник теплоты, и она поддерживает температуру воды в трубах, защищая их зимой от замерзания, а летом от нагревания. Кроме того, горячая вода в трубах поднимается вверх по законам конвекции, обогревает жилые помещения и используется для водопроводных целей.
Почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально?
Ответ:
Тёплый воздух, нагретый от пламени свечи, конвекционным потоком поднимается вверх, и пламя показывает направление движения воздуха (снизу вверх).
Зачем ствол винтовки покрывают деревянной ствольной насадкой?
Ответ:
Часть кинетической энергии пули, пролетающей с огромной скоростью по винтовке, превращается во внутреннюю энергию ствола, с увеличением которой он нагревается. Железо – хороший проводник тепла, и человек, держащий винтовку, может обжечь руки. Деревянная ствольная накладка защищает руки от ожога, так как дерево – плохой проводник теплоты.
В какой обуви зимой больше мёрзнут ноги: в просторной или тесной?Ответ:
В тесной, так как в ней нет места воздуху, который, являясь плохим проводником теплоты, задерживает тепло от ног в просторной обуви, сохраняя тем самым ноги в тепле.
Почему вы обжигаете губы, когда пьёте чай их металлической кружки, и не обжигаете, если из фарфоровой? (Температура кружек одинакова).
Ответ:
Металлы – хорошие проводники тепла, и человек, пьющий из металлической кружки, может обжечь губы. Фарфор – плохой проводник теплоты, поэтому фарфоровая кружка медленно проводит тепло и защищает губы от ожога.
Почему шерстяная одежда сохраняет теплоту лучше, чем хлопчатобумажная?
Ответ:
Между волокнами шерсти есть много воздуха, а он - плохой проводник теплоты, задерживает тепло и защищает тело от холода.
Объясните, почему батареи центрального отопления ставят обычно под окнами?
Ответ:
Охлаждаясь от окна, воздух в комнате опускается вниз под окно. Нагреваясь от батареи, он тёплыми конвекционными потоками поднимается вверх, а холодный воздух в комнате опускается вниз. Такая циркуляция воздуха происходит непрерывно, нагретые струи воздуха передают энергию холодному воздуху в комнате, нагревая его способом конвекции.
Зачем в верхних и нижних частях корпусов проекционных аппаратов, больших электрических фонарей, киноаппаратов делают отверстия?
Ответ:
Нагреваясь от работающей аппаратуры, воздух тёплыми конвекционными потоками поднимается вверх через верхние отверстия, а холодный воздух поступает внутрь аппаратуры через нижние отверстия, охлаждая нагретые детали. Такая циркуляция воздуха внутри аппаратуры происходит непрерывно, и холодный воздух, защищает её от перегрева.
Почему в печах с высокими трубами тяга больше, чем с низкими трубами?
Ответ:
Так как разность давлений горячего воздуха внутри трубы и холодного воздуха снаружи будет больше, если труба выше, потому что с высотой температура воздуха понижается. Поэтому чем выше труба, тем больше тяга.
В каком платье меньше жарко: в белом или чёрном? Почему?
Ответ:
Чёрный цвет платья поглощает больше лучей, поэтому чёрное платье сильнее нагревается способом излучения, чем белое, так как белый цвет отражает солнечные лучи, и в белом платье меньше жарко.
Объясните, почему прежде, чем налить в стакан кипяток, в стакан опускают холодную ложку?
Ответ:
Металлы – хорошие проводники тепла, поэтому ложка «примет» часть количества теплоты от кипятка, тем самым быстро охладив воду. Если этого не сделать, то всё тепло от кипятка будет передаваться стакану, который может сломаться из-за перегрева, особенно, если стекло тонкое.
Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?
Ответ:
Чёрный и тёмный цвет снега поглощает больше лучей и быстрее нагревается способом излучения, чем чистый, так как белый цвет отражает солнечные лучи, и скорость нагревания чистого снега уменьшается в сравнении с грязным.
Зачем оболочку стратостата красят серебристой краской?
Ответ:
Так как серебристый цвет отражает солнечные лучи, то скорость нагревания серебристой поверхности уменьшается в сравнении с другими цветами. Этим способом стратостат защищают от нагревания в верхних слоях атмосферы способом излучения.
Какие почвы лучше прогреваются: чернозёмные или подзолистые, более светлые?
Ответ:
Чёрный цвет почвы поглощает больше лучей, поэтому лучше и быстрее нагревается способом излучения, чем подзолистые, более светлые, отражающие часть солнечных лучей от своей поверхности.
Объясните назначение стеклянных рам в парниках.
Ответ:
Стекло пропускает солнечные лучи внутрь парника, а обратно не выпускает, отражая их от своей внутренней поверхности. В результате тепловые лучи, оставшись внутри парника нагревают воздух в нём способом излучения.
Можно ли термос временно использовать как холодильник?
Ответ:
Да, так как устройство термоса исключает все виды теплопередачи внутри него, поэтому он может длительное время поддерживать температуру пищи, помещённой внутри него, как горячей, так и холодной.
Почему в прудах, лунках, на озёрах лёд появляется вначале на поверхности?
Ответ:
Вода не является хорошим проводником тепла, (у неё довольно большая удельная теплоёмкость 4200 Дж/кг С), поэтому в то время, как, соприкасаясь с холодным воздухом, приповерностные слои воды уже остыли до температуры замерзания 0 С, нижние слои остаются ещё достаточно тёплыми, так как вода медленно отдаёт тепло и медленно остывает.