Problēmu risināšana, aprēķinot siltuma daudzumu, kas nepieciešams ķermeņa uzsildīšanai vai tas izdalās dzesēšanas laikā.

Plāns-konspekts

atklātā fizikas stunda 8 "E" klasē

SM 77. ģimnāzija Toljati

fizikas skolotāji

Ivanova Marija Konstantinovna

Nodarbības tēma:

Problēmu risināšana, aprēķinot siltuma daudzumu, kas nepieciešams ķermeņa uzsildīšanai vai tas izdalās dzesēšanas laikā.

Datums, kad:

Nodarbības mērķis:

izstrādāt praktiskās iemaņas apkurei nepieciešamā un dzesēšanas laikā izdalītā siltuma daudzuma aprēķināšanā;

attīstīt skaitīšanas prasmes, pilnveidot loģiskās prasmes, analizējot uzdevumu sižetu, risinot kvalitatīvus un aprēķinu uzdevumus;

izkopt prasmi strādāt pāros, respektēt pretinieka viedokli un aizstāvēt savu viedokli, būt precīzam fizikas uzdevumu noformēšanā.

Nodarbības aprīkojums:

dators, projektors, prezentācija par tēmu (pielikums Nr. 1), materiāli no vienota digitālo izglītības resursu krājuma.

Nodarbības veids:

problēmu risināšana.

“Iebāz savu pirkstu sērkociņa liesmā, un tu piedzīvosi sajūtu, kurai nav līdzinieku ne debesīs, ne virs zemes; tomēr viss notikušais ir vienkārši molekulu sadursmes sekas.

Dž. Vīlers

Nodarbību laikā:

Laika organizēšana

Sveicieni no studentiem.

Pārbauda, ​​vai studenti nav klāt.

Nodarbības tēmas un mērķu komunikācija.

Mājas darbu pārbaude.

1.Frontālā aptauja

Ko sauc par vielas īpatnējo siltumu? (1. slaids)

Kāda ir vielas īpatnējās siltumietilpības mērvienība?

Kāpēc ūdenstilpes sasalst lēni? Kāpēc ledus no upēm un īpaši ezeriem ilgi nekūst, lai gan laiks jau sen ir silts?

Kāpēc Kaukāza Melnās jūras piekrastē pat ziemā ir pietiekami silts?

Kāpēc daudzi metāli atdziest daudz ātrāk nekā ūdens? (2. slaids)

2. Individuāla aptauja (kartītes ar vērtētiem uzdevumiem vairākiem skolēniem)

Jaunas tēmas apgūšana.

1. Siltuma daudzuma jēdziena atkārtojums.

Siltuma daudzums- iekšējās enerģijas izmaiņu kvantitatīvs mērījums siltuma apmaiņas laikā.

Ķermeņa absorbētais siltuma daudzums tiek uzskatīts par pozitīvu, un izdalītais ir negatīvs. Izteicienam "ķermenim ir noteikts siltuma daudzums" vai "ķermenis satur (uzglabā) noteiktu siltuma daudzumu" nav jēgas. Siltuma daudzumu var saņemt vai atdot jebkurā procesā, bet to nevar iegūt savā īpašumā.

Siltuma apmaiņas laikā saskarsmē starp ķermeņiem notiek auksta ķermeņa lēni kustīgu molekulu mijiedarbība ar karsta ķermeņa ātri kustīgām molekulām. Rezultātā molekulu kinētiskās enerģijas izlīdzinās un aukstā ķermeņa molekulu ātrums palielinās, bet karstā ķermeņa molekulu ātrums samazinās.

Siltuma apmaiņas laikā nenotiek enerģijas pārveide no vienas formas uz otru, daļa no karsta ķermeņa iekšējās enerģijas tiek pārnesta uz aukstu ķermeni.

2. Siltuma daudzuma formula.

Atvasināsim darba formulu, lai atrisinātu siltuma daudzuma aprēķināšanas uzdevumus: J = cm ( t 2 - t 1 ) - rakstot uz tāfeles un burtnīcās.

Noskaidrojam, ka ķermeņa izdalītā vai saņemtā siltuma daudzums ir atkarīgs no ķermeņa sākotnējās temperatūras, masas un īpatnējās siltumietilpības.

Praksē bieži tiek izmantoti termiskie aprēķini. Piemēram, būvējot ēkas, jārēķinās, cik siltumenerģijai ēkai jādod visai apkures sistēmai. Jums arī jāzina, cik daudz siltuma nonāks apkārtējā telpā caur logiem, sienām, durvīm.

3 . Siltuma daudzuma atkarība no dažādiem daudzumiem . (Slaidi Nr. 3, Nr. 4, Nr. 5, Nr. 6)

4 . Īpašs karstums (7. slaids)

5. Mērvienības siltuma daudzuma mērīšanai (8. slaids)

6. Siltuma daudzuma aprēķināšanas uzdevuma risināšanas piemērs (10. slaids)

7. Siltuma daudzuma aprēķināšanas uzdevumu risināšana uz tāfeles un piezīmju grāmatiņās

Noskaidrojam arī, ja starp ķermeņiem notiek siltuma apmaiņa, tad visu sildošo ķermeņu iekšējā enerģija palielinās par tik, cik samazinās dzesēšanas ķermeņu iekšējā enerģija. Šim nolūkam mēs izmantosim atrisinātas problēmas piemēru no mācību grāmatas 9. §.

Dinamiskā pauze.

IV. Izpētītā materiāla konsolidācija.

1. Jautājumi paškontrolei (9. slaids)

2. Kvalitātes problēmu risināšana:

Kāpēc dienas laikā tuksnešos ir karsts, bet naktī temperatūra nokrītas zem 0 ° C? (Smiltīm ir zems īpatnējais siltums, tāpēc tās ātri uzsilst un atdziest.)

Vienādas masas svina gabals un tērauda gabals ar āmuru tika sists tikpat reižu. Kurš gabals ir karstāks? Kāpēc? (Svina gabals tiek uzkarsēts vairāk, jo svina īpatnējais siltums ir mazāks.)

Kāpēc dzelzs krāsnis silda telpu, nevis ķieģeļu krāsnis, bet tik ilgi neuztur siltumu? (Vara īpatnējais siltums ir mazāks nekā ķieģeļiem.)

Vienādas masas vara un tērauda atsvariem tika dots vienāds siltuma daudzums. Kurš svars vairāk mainīs temperatūru? (Varš, tk. vara īpatnējais siltums ir mazāks.)

Kas tiek patērēts vairāk enerģijas ūdens sildīšanai vai alumīnija pannas sildīšanai, ja to masas ir vienādas? (Ūdens sildīšanai, jo ūdens īpatnējā siltumietilpība ir liela.)

Kā zināms, dzelzs īpatnējais siltums ir augstāks nekā vara. Līdz ar to no dzelzs izgatavota degļa dzēlienam būtu lielāka iekšējās enerģijas padeve nekā tādam pašam vara dzēlienam, ja to masas un temperatūras būtu vienādas. Kāpēc, neskatoties uz to, lodāmura uzgalis ir izgatavots no vara? (Varam ir lieliska siltumvadītspēja.)

Ir zināms, ka metāla siltumvadītspēja ir daudz augstāka nekā stikla siltumvadītspēja. Kāpēc tad kalorimetri ir izgatavoti no metāla, nevis stikla? (Metālam ir augsta siltumvadītspēja un zems īpatnējais siltums, kā dēļ temperatūra kalorimetra iekšpusē ātri izlīdzinās, un tā sildīšanai tiek tērēts maz siltuma. Turklāt metāla starojums ir ievērojami mazāks nekā stikla starojums, kas samazina siltuma zudumus.)

Ir zināms, ka irdenais sniegs labi pasargā augsni no sasalšanas, jo tajā ir daudz gaisa, kas ir vājš siltuma vadītājs. Bet galu galā gaisa slāņi piekļaujas augsnei, kas nav pārklāta ar sniegu. Kāpēc tad tas pārāk nesasalst? (Gaiss, saskaroties ar augsni, kas nav klāta ar sniegu, visu laiku ir kustībā, ir sajaukts. Šis kustīgais gaiss noņem siltumu no zemes un pastiprina mitruma iztvaikošanu no tās. Gaiss starp sniega daļiņām ir neaktīvs un, tāpat kā vājš siltuma vadītājs, aizsargā zemi no sasalšanas.)

3. Aprēķinu problēmu risināšana

Pirmos divus uzdevumus augsti motivēti skolēni risina pie tāfeles ar kolektīvu diskusiju. Mēs atrodam pareizās pieejas argumentācijā un problēmu risinājumu formulēšanā.

Problēma numurs 1.

Sildot vara gabalu no 20 ° C līdz 170 ° C, tika patērēts 140 000 J siltuma. Nosakiet vara masu.

Problēma numurs 2

Kāda ir šķidruma īpatnējā siltumietilpība, ja 2 litru uzsildīšanai 20 ° C temperatūrā vajadzēja 150 000 J. Šķidruma blīvums ir 1,5 g / cm³

Studenti pāros atrod atbildes uz šādiem jautājumiem:

Problēma numurs 3.

Divas vara bumbiņas ar masu m o un 4m o tiek uzkarsētas tā, lai abas bumbiņas saņemtu vienādu siltuma daudzumu. Tajā pašā laikā lielā bumba sasilst par 5 °C. Cik karsta ir mazākās masas bumbiņa?

Problēma numurs 4.

Cik daudz siltuma izdalās, 4 m³ ledus atdzesējot no 10 ° C līdz –40 ° C?

Problēma numurs 5.

Kādā gadījumā ir nepieciešams vairāk siltuma, lai uzsildītu divas vielas, ja divu vielu karsēšana ir vienāda ∆ t 1 = ∆t 2 Pirmā viela ir ķieģelis, kura masa ir 2 kg un c = 880 J / kg ∙ ° C, un misiņa masa ir 2 kg un c = 400 J / kg ∙ ° C

Problēma numurs 6.

Tika uzkarsēts tērauda stienis ar masu 4 kg. Šajā gadījumā tika patērēti 200 000 J siltuma. Nosakiet galīgo ķermeņa temperatūru, ja sākotnējā temperatūra ir t 0 = 10 °C

Kad skolēni patstāvīgi risina problēmas, dabiski rodas jautājumi. Mēs kopīgi analizējam visbiežāk uzdotos jautājumus. Uz tiem jautājumiem, kuriem ir privāts raksturs, tiek sniegtas individuālas atbildes.

Atspulgs. Marķēšana.

Skolotājs: Tātad, puiši, ko jūs šodien iemācījāties stundā un ko jaunu?

Studentu atbilžu paraugi :

Esam izstrādājuši kvalitatīvu un dizaina problēmu risināšanas prasmes par tēmu “Ķermeņa sildīšanai nepieciešamā un dzesēšanas laikā izdalītā siltuma daudzuma aprēķināšana”.

Mēs praksē esam redzējuši, kā tādi priekšmeti kā fizika un matemātika pārklājas un ir saistīti.

Mājas uzdevums:

Atrisiniet uzdevumus # 1024, 1025 no V.I. uzdevumu krājuma. Lukašiks, E.V. Ivanova.

Neatkarīgi izdomājiet problēmu, lai aprēķinātu siltuma daudzumu, kas nepieciešams ķermeņa sildīšanai vai izdalīts dzesēšanas laikā.