Методическая разработка урока по теме

Конспекта урока

Предмет: физика Класс: 8 УМК: Физика 8 класс А.В. Перышкин. М.: Дрофа,2013г

Тема урока: Энергия топлива. Удельная теплота сгорания.

Планируемые результаты:

Предметные результаты:

1. Повторить и расширить имеющие сведения о топливе.

2.Сформировать понятие удельная теплота сгорания топлива и количество теплоты, выделяющее при сгорании топлива.

Метапредметные результаты:

Коммуникативные: слушать и слышать друг друга; с достаточной точностью выражать свои мысли в соответствии с заданными условиями.

Регулятивные: самостоятельно выделять и формулировать познавательную цель, искать и выделять необходимую информацию

Познавательные: проводить анализ формул, выдвигать свои предположения, решать задачи на использование изученных формул.

Личностные результаты: проявлять устойчивый познавательный интерес к изучению данной темы.

Цель урока: изучить вопросы использования внутренней энергии топлива и выделения тепла при его сгорании.

Задачи урока:

образовательные:

• Углубить знания учащихся о топливе;

• Ввести понятие теплоты сгорания топлива;

• Научить определять количество теплоты при сгорании топлива.

развивающие:

• Развивать аналитическое мышление при решении задач, проблемных ситуаций;

• Развивать умения работать с таблицами и делать выводы;

• Устанавливать связь между ранее изученным материалом на уроках естествознания, химии, географии и физики;

• Развивать наблюдательность и внимание при демонстрации опыта, решении задач.

воспитательные:

• Воспитывать бережное отношение к использованию природных топливных ресурсов;

• Воспитывать интерес к предмету через показ связи изучаемого материала с реальной жизнью.

Тип урока: урок изучение нового материала

Методы: наглядные, словесные.

Технологии: ИКТ при изучении нового материала, проблемно-диалоговые.

Форма работы учащихся: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Межпредметные связи: естествознание; география; химия.

Оборудование:

1. Компьютер, экран, мультимедиапроектор;
2. Презентация в Microsoft Power Point (Приложение);
3. Свеча, стакан, спички (для эксперимента).

Этапы урока, время

Планируемый результат в области

Универсальные учебные действия, предметные учебные действия

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Методы и приемы

Организационный момент

(1 минута)

Регулятивные УУД

Познавательные УУД

Коммуникативные УУД

Личностные УУД

Предметные результаты

Определение активности и эмоционального состояния. Включение учащихся в урок.

Настрой на получение новых знаний, имеющих значение в жизненном самоопределении.

Готовность к контакту с учителем, учащимся

Проявление интереса к изучаемому предмету

Определение значимости изучаемого предмета

Учитель приветствует учащихся. Настраивает на работу. Создает атмосферу уверенности, спокойствия. Настраивает на работу в паре.

Учащиеся приветствуют учителя. Настраиваются на работу в парах

Словесный метод

Актуализация знаний учащихся

(9 минут)

Регулятивные УУД

Познавательные УУД

Коммуникативные УУД

Личностные УУД

Предметные результаты

Целеполагание как способность соотносить то, что уже известно и усвоено, и то, что ещё неизвестно.

Самостоятельное формулирование познавательной цели

Учет позиции других людей, включаемость в коллективное обсуждение вопросов

Развитие познавательных интересов и мотивов

Актуализация знаний по теме: «Внутренняя энергия», «Способы изменения внутренней энергии», «Количество теплоты при нагревании»

Учитель задает ученикам вопросы с целью актуализации знаний

1.Какие виды энергии вы знаете?

2. Что называется внутренней энергией?

3. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию?

4.Какие виды теплопередачи вы знаете?

5. Что называется количеством теплоты?

6.Отчего зависит количество теплоты, необходимое для нагревания?

Обратите ваше внимание на этот слайд.

Учитель показывает слайд, на котором показаны разные виды топлива.

1.Что вы видите на экране?

(слайд 1) (Назвать что изображено на картинках и где все это применяется)

2. Почему вы отнесли все эти вещества к топливу?

3. Какие вопросы, связанные с изучением топлива, у вас сейчас возникли?

Обобщим все ваши вопросы и запишем тему урока: «Энергия топлива. Удельная теплота сгорания топлива» (Слайд 2).

Сформулируйте цель нашего урока (Слайд 3).

Ребята из вашего класса приготовили интересный доклад, который поможет нам ответить на некоторые из ваших вопросов, возникших в самом начале урока (слайды 4-10).

Ученики отвечают на вопросы

1.Механическая и внутренняя энергия.

2. Кинетическая энергия частиц, из которых состоит тело и потенциальная энергия их взаимодействия

3.Совершение работы и теплопередача

4. Излучение, конвекция, излучение

5. Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

6. Массы, удельной теплоемкости, разности температур тела

Ученики отвечают на вопросы

Например,

1. Различные виды топлива

2. Источник энергии и источник тепла.

3.Что такое топливо? Чем отличаются одни виды топлива от другого? Какие требования необходимо предъявить к топливу? Как используется энергия, выделяющаяся при сгорании топлива?

Учащиеся самостоятельно формулируют цель

Выступление учащихся о видах топлива

Фронтальный опрос

Объяснение нового материала

(20 минут)

Познавательные УУД

Коммуникативные УУД

Регулятивные УУД

Предметные результаты

Обобщать полученный материал и делать выводы.

Поиск и выделение необходимой информации

Умение слушать и вступать в диалог, инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации

Волевая саморегуляция как способность к мобилизации сил и энергии

Построение нового знания о количестве теплоты сгорания топлива

Анализ информации по теме «Теплота сгорания топлива»

Решать конкретные физические задачи на основе знания физических величин и осознанного применения формул

Учитель объясняет

Всегда, когда нам нужно вскипятить воду, сварить еду в походе, протопить дом или воспользоваться автомобилем мы почти автоматически используем газ, дерево, уголь, бензин. Не задумываясь о том, почему именно их мы взяли в качестве горючего вещества. А как вы отнесётесь к тому, что гореть может всё?

Для начала посмотрим, что входит в состав по химической формуле каждого вещества (слайд 11). (Химические формулы веществ)

Газ пропан - С₃Н_8, уголь - С, газ метан - CH_4, целлюлоза - С₆Н₁₀О_5.

Ребята, а что такое целлюлоза? До недавнего времени у нас в Ижевске целлюлозу производил завод - Буммаш. Значит, целлюлоза-это бумага.

Итак, вывод в состав топлива входит углерод.

Попробуем определить, от чего зависит горение?

Проведем опыт: Возьмем горящую свечу, закроем банкой. Свеча перестает гореть. Что является причиной горения свечи?

Вывод: обязательным условием горения - является кислород.

А если я дотронусь до стакана рукой, что я почувствую?

Вывод: в результате горения выделяется тепло, иначе говоря, энергия

Давайте попытаемся выяснить, почему в результате сгорания топлива выделяется энергия? Для этого нужно вспомнить строение вещества.

Из чего состоят все вещества?

Тогда почему вещества не распадаются на отдельные атомы, несмотря на то, что есть промежутки?

Давайте рассмотрим химические основы сжигания топлива (слайд 12).

Каждый атом углерода соединяется с двумя атомами кислорода, при этом образуется молекула углекислого газа и выделяется энергия в виде тепла.

Следовательно, при горении из атомов образуются молекулы. Использование топлива основано как раз на явлении выделения энергии при соединении атомов.

Значит, что такое топливо?

( слайд 13).

А энергия, выделяющаяся при полном сгорании топлива, называется теплотой сгорания топлива (слайд 14).

Учитель: Но я хочу напомнить вам о том, что умение получить огонь - заметная веха в истории цивилизации.

Археологи установили: остаткам первых костров около 400.000 лет! Тогда огонь получали случайно (напр. от молнии) и поддерживали. Позднее (около 30.000 лет тому назад) безызвестные гении научились добывать огонь трением, а еще позднее изобрели огниво, которым и пользовались до XIX века. Спички появились недавно, в 1855году!
Так же «не спеша» расширялась сфера использования огня: от обогрева пещер и приготовления пищи до плавки металлов и создания в конце 18 века первого универсального теплового двигателя (паровая машина). Сегодня внутренняя энергия топлива нашла широкое применение во всех отраслях производства.

При расчёте работы различных двигателей инженеру надо точно знать, какое количество теплоты может выделить сгораемое горючее, надолго ли хватит этого горючего при работе двигателя. Инженер проделывает опыты и находит, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива.

Формула вычисления количества теплоты, которое выделяется при сгорании топлива, уже давно известна.

С этой формулой вам сейчас, необходимо познакомиться, выполнив задание по плану:

1. Определите, от чего зависит количество теплоты, выделяемое топливом при его полном сгорании.

2. Записать формулу, по которой можно определить количество теплоты, выделяющее при сгорании топлива

3. Заполните таблицу: виды топлива (2-3 примера)

твердое

жидкое

газообразное

4. По таблице 2, стр.31, выделите виды топлива, которые выделяют наибольшее количество энергии (2-3 примера).

5. По таблице 2, стр.31, выделите виды топлива, которые выделяют наименьшее количество энергии (2-3 примера).

Как только задание выполнено учитель приглашает 1 ученика к доске записать формулу и обозначения к ней.

Ребята, а кто-нибудь обратил внимание, что в таблице есть топливо, которое не содержит углерод? Водород сгорает намного эффективнее, не имеет вредных веществ в выхлопе, не производит сажи. Его используют, когда за малый промежуток времени надо получить огромное количество энергии. Например, для запуска ракет в космос.

Давайте на конкретном примере рассмотрим, как на практике применить наши знания. Решим задачу: определите массу сгоревшего бензина, если при этом выделится 9,6·10⁶ Дж теплоты (слайд 15).

Решение оформляется учителем на доске.

Если мы все правильно подсчитали, то такое количество теплоты выделится, если сжечь всего 200 г бензина. Представляете сколько это? А если сжечь целую цистерну бензина?

Учитель: Человек использует топливо именно для того, чтобы потреблять выделяемую энергию. Процесс горения топлива человечество использует в разных областях деятельности:

• тепловые двигатели (сгорание топлива);

• тепловые электростанции (сгорание топлива и выработка электроэнергии);

• обогрев жилища, приготовление пищи и др.

• в промышленности (работа доменных печей) и т.д.

Поэтому, говоря о сгорании топлива, нельзя не сказать о проблемах, которые встают перед человечеством в этой связи. О каких проблемах идет речь?

Учитель: Ежегодно при сгорании топлива в воздух попадают сотни миллионов тонн различных вредных веществ: сажа, оксиды углерода, азота, серы: Вы можете сказать, что углекислый газ полезен, потому что растения поглощают его из окружающей среды и в процессе фотосинтеза выделяют кислород. Это действительно так. Но только в умеренных количествах.

Углекислый газ препятствует естественному охлаждению Земли, что приводит к повышению средней температуры на 2-3 °С. Это может привести к бурному таянию льдов и повышению уровня Мирового океана на 50-70м. Увеличение содержания углекислого газа губительно сказывается на всем живом, в том числе на человеке, вызывая различные болезни.

Учитель: К чему же ведёт интенсивное использование топлива?

Какой же вывод из этой ситуации?

Ученики слушают и отвечают на вопросы учителя

Учащиеся делают предположения.

Ученики находят ответ, что в состав всех веществ, входит углерод

Ученики записывают вывод в тетрадь.

Ученики отвечают на вопрос: нужен кислород

Ученики записывают вывод в тетрадь.

Ученики отвечают на вопрос: почувствуете тепло.

Ученики записывают вывод в тетрадь.

Учащиеся отвечают: Все вещества состоят из молекул, между которыми есть промежутки.

Учащиеся: Необходимо преодолеть силы притяжения то есть, совершить работу, а значит затратить энергию

Учащиеся слушают учителя

Ученики записывают вывод в тетрадь.

Учащиеся: Топливо - вещество, которое способно гореть и выделять при этом тепло.

Ученики записывают в тетради определение

Ученики по плану самостоятельно работают с учебником в паре

1 ученик работает у доски, остальные отвечают на вопросы учителя.

Учащиеся: это водород

Ученики решают задачу в тетради

Учащиеся приводят примеры использования топлива в различных областях деятельности

Ученик. Конечно же, о проблемах экологии, охраны окружающей среды. Приводят примеры.

Учащиеся: Истощению природных ресурсов, загрязнению окружающей среды

Учащиеся: Производить очистку воздуха, ставить фильтры, беречь лес и т.д.

Объяснение, опрос, решение задач, работа с учебником

Закрепление учебного материала

(7 минут)

Регулятивные УУД

Познавательные УУД

Коммуникативные УУД

Личностные УУД

Предметные результаты

Анализ собственной работы. анализ эмоционального состояния

Оценить степень достижения цели

Воспроизведение по памяти информации, полученной на уроке. Приведение примеров.

Оформление высказываний в соответствии с требованиями полного четкого ответа на поставленный вопрос

Проявление интереса к изучению темы

Умение пользоваться таблицей удельной теплотой сгорания топлива.

Умение пользоваться формулой для расчета

Учитель задает вопросы

Что такое топливо?

Чем отличается одни виды топлива от другого?

По какой формуле рассчитывается количество теплоты при сгорании топлива?

Какие требования необходимо предъявить к топливу?

Ученики отвечают на вопросы

Ученики отвечают:

1) большая теплота сгорания,

2) отсутствие вредных продуктов сгорания,

3) низкая температура воспламенения.

4) распространенность в природе,

5) сравнительная простота добычи и транспортировки

Фронтальный опрос

Задание на дом

(3 минуты)

Личностные УУД

Коммуникативные УУД

Формирование навыков анализа и сопоставления

Добывать недостающую информацию с помощью вопросов.

Учитель предлагает записать домашнее задание в дневнике и дает комментарии по заданиям.

Домашнее задание: (слайд 16)

1. § 10 прочитать, ответить на вопросы

2. Выучить опорный конспект

3. Разноуровневые задания (Приложение 1 )

Рефлекия (слайд 17)

Записывают в дневнике и слушают учителя и задают вопросы

Дата: Подпись:

Приложение 1.

Уровень А:

1. Процесс горения, связанный с разрушением одних молекул и образованием других, сопровождается…(продолжите предложение).

2. Перечислите углеродосодержащие виды топлива.

3. Какой уголь каменный или древесный - при полном сгорании выделяет больше теплоты, если их массы одинаковы?

4. Можно ли определить, сколько тепла выделит березовое полено при полном сгорании? Если можно, то, как это сделать? Что необходимо знать?

5. Вычислите, сколько энергии выделится при полном сгорании 200г бензина.

Уровень В:

1. Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих сосновых дров объемом 5м³?

2. При полном сгорании сухих дров выделилось 50 000 кДж энергии. Какая масса дров сгорела?

3. При сгорании пороха массой 3 кг вы делилось 11 400 кДж энергии. Вычислите удельную теплоту сгорания пороха.

4. Смешали бензин объемом 1,5л и спирт массой 3 кг. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании полученной смеси?

5. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделится при сгорании бензина объемом 6 м³?

Уровень С:

1. Сколько нужно сжечь природного газа, чтобы вскипятить 2л воды, считая, что на весь процесс необходимо 1300 кДж энергии?(Вода при комнатной температуре 20⁰С).

2. При подготовке уроков ученик расходует 6 кДж энергии за 1 час на 1 кг своей массы. Эту энергию получают от сгорающей в организме пищи. Сколько сахара нужно съесть, чтобы обеспечить качественную подготовку уроков в течение 2 часов?(При сгорании 1 кг сахара выделяется 17 150 кДж энергии).