Конспект урока на тему Стакан чая и физика

Урок

Стакан чая и физика

Разработал учитель физики:

Карпушевская Л.Б.

Цели урока:

ДИДАКТИЧЕСКИЕ создать условия для активизации познавательной

деятельности учащихся в ходе проведения урока;

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ обобщить и систематизировать знания и умения

учащихся полученные при изучении раздела

«Тепловые явления»;

РАЗВИВАЮЩИЕ способствовать развитию у учащихся умения

анализировать ситуации, устанавливать связи, причины

и следствия между событиями и явлениями,

формировать умение быстро и точно находить ответы

на поставленный вопрос, формировать поисковый стиль

мышления;

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ воспитывать исполнительность, внимательность,

уверенность в себе, формировать интерес к предмету,

профессии.

Оборудование: На накрытых учащимися столах- стаканы, чашки, чайные ложки, блюдца, салфетки и печенье.

На демонстрационном столе - самовар, подносы, электрические плитки 2 шт. , штатив с лапкой, круглодонная

колба, в которую наполовину налита вода, прозрачные кастрюля и чайник.

ХОД УРОКА

Урок проводится в форме соревнования между четырьмя командами за 1,2 и 3 место. Команда, занявшая 1 место, получает полным составом за урок оценку "5". Команда, занявшая 2 место, получает оценку "4". Активные участники команд получают также заслуженную оценку.

I. Начинается урок с разминки команд.

РАЗМИНКА

На доске написаны формулы, которые описывают ту или иную тепловую ситуацию:

1. 6.

2. 7.

3. 8.

4. 9.

5. 10.

Задание командам. Выбрать подходящую формулу и записать её номер для описания перечисляемых тепловых явлений:

1. Металлическая ложка, опущенная в горячую воду, нагрелась.

2. Лед начал плавиться при температуре плавления.

3. Пар сконденсировался в жидкость.

4. Металлическую деталь нагрели и расплавили.

5. Вода при 0 С превратилась в лед.

6. Жидкость нагрели и испарили.

7. При сгорании топлива выделилось количество теплоты.

8. Жидкость нагревали в металлической кастрюле.

9. При охлаждении пар сконденсировался, и полученная вода остыла.

10. Количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива, пошло

полностью на нагревание какого-либо тела.

За этот конкурс команды получают максимальный балл «5» /за каждый правильный ответ 0,5 балла/.

II. Как и любое чаепитие начинаем подготовку кипятка.

Включаются чайник, самовар, эл. плитки, на которых стоят прозрачные чайник и кастрюля.

По ходу подготовки кипятка учителем задаются вопросы, на которые команды готовят свой устный ответ, получая соответствующий балл.

Вопрос: Чтобы вода в нагреваемом сосуде закипела быстрее надо его накрыть крышкой. Как с точки зрения физики объяснить причину быстрого закипания воды в закрытом крышкой сосуде?

Ответ: Накрывая чайник крышкой мы сохраняем в нем то тепло, которое сообщает воде нагреватель, уменьшаем теплообмен.

Вопрос: При нагревании воды на внутренних стенках чайника и прозрачной кастрюли появляются пузырьки. Откуда они взялись?

Ответ: Пузырьки образуются из воздуха, растворенного в воде, часть которого прилипает к внутренним поверхностям сосуда. При нагревании воздух расширяется и пузырьки увеличиваются.

Вопрос: Немного погодя услышим шум, исходящий из чайника. Почему возникает этот шум?

Ответ: В пузырьках кроме воздуха находятся пары воды. Пузырьки растут и всплывают. Попав в верхние, более холодные слои воды, они охлаждаются и часть пара в них конденсируется в жидкость, а размеры пузырьков уменьшаются. Пузырьки "захлопываются". Массовое "захлопывание" пузырьков образует шум.

Вопрос: За процессом образования шума следует процесс "бульканья" это означает, что вода закипела. Как происходит процесс кипения?

Ответ: Когда вода вся погреется и поднимающиеся пузырьки уже не будут от охлаждения уменьшаться в размерах, а начнут на поверхности воды лопаться. Шум прекратится, а мы услышим "бульканье". Идет бурное парообразование по всей поверхности жидкости. Это означает, что вода прогрелась до температуры кипения.

Вопрос: Когда чайник закипел, из его носика видны клубы пара. Что на самом деле мы видим?

Ответ: Пар - это газ, и он невидим. А то, что мы видим - это туман, являющийся результатом конденсации пара на мельчайших частичках - пылинках воздуха.

Вопрос: Кипяток готов, можно заваривать чай. В каком чайнике - металлической или фарфоровом лучше заваривать чай.

Ответ: Металлический чайник обладает большей теплопроводностью, он быстрее нагреется, но и быстрее остынет. А фарфоровый медленнее будет забирать тепло у кипятка и медленнее будет остывать т.е. дольше сохранит тепло. Поэтому лучше брать фарфоровый.

Советы по завариванию чая:

Если перед засыпкой чая один или два раза ополоснуть заварочный чайник кипятком, тогда меньше тепла от кипяченной воды уйдет к чайнику и чай заварится в кипятке с большей температурой, от этого от этого его аромат будет лучше и крепче будет заварка.

Девочки начинают заваривать чай, наливают в чашки и разносят на столы учащимся.

III. Проводится конкурс на лучший стол. Команда, лучше всех подготовившаяся к уроку получает «2» балла.

Пока команды пьют чай подводятся итоги первой части урока. Итоги объявляются командам.

IV. Командам предлагается ответить на вопросы учителя.

1. Вопрос. Ожоги паром опаснее, чем жидкостью. Означает ли это, что

температура пара выше, чем жидкости?

Ответ: Температура пара и кипящей жидкости равны.

Однако, внутренняя энергия пара больше внутренней энергии такой же массы жидкости при той же температуре. Поэтому при попадании на кожу пар конденсируется, превращаясь в жидкость при той же температуре, при этом исчезает разница во внутренних энергиях. Получается, как бы двойной ожог: вначале паром, а затем жидкостью при той же температуре.

2. Вопрос. При какой температуре закипает жидкость? Как ведет себя температура в процессе кипения? Почему температура закипания воды как правило чуть ниже, чем 100 С?

Ответ: У каждой жидкости имеется своя температура кипения.

Температура кипения пи этом не меняется, так как вся энергия идет на парообразование. Так как вода с водопровода имеет различные примеси, то температура ее закипания становится чуть ниже.

3. Вопрос. Можно ли управлять процессом кипения? Можно ли заставить

кипеть холодную воду?

Ответ: Температура кипения жидкости зависит от давления воздуха

над ней. Объясняется это тем, что внешнее давление препятствует росту пузырьков пара внутри жидкости. Поэтому при повышении давления жидкость кипит при более высокой температуре. И наоборот, при понижении давления жидкость может закипеть при низкой температуре.

Опыт с круглодонной колбой, наполненной наполовину только что кипевшей водой и закрытой плотно пробкой. Вода в колбе закипает от того, что на нее льется холодная вода. Объяснение явления: охладившись пар в колбе сконденсируется, при этом давление газа над водой уменьшится, и вода закипает.

4. Вопрос. Если бы мы в чайник налили бы, то же количество воды, но не сырой

а кипяченной. Закипела бы она скорее при тех же условиях нагревания?

Ответ: Сырая вода закипит скорее, чем кипяченная. Это связано с тем, что она содержит растворенный воздух, который при кипении из нее удаляется.

5. Вопрос. Почему чай стынет быстрее, если его налить в блюдце?

Если на него дуть?

Ответ. Перелив чай в блюдце, мы увеличиваем площадь испарения

и тем самым увеличиваем интенсивность испарения, что ведет к уменьшению температуры чая; Когда мы дуем на чай, то удаляем от его поверхности конденсирующиеся пары и интенсивность испарения увеличивается.

6. Вопрос. Из чайника налили кипяток в стакан с сахаром и без сахара.

Где температура будет выше?

Ответ: На растворение сахара требуется энергия, поэтому в стакане с сахаром температура будет ниже. Кроме того, у сахара имеется своя температура, которая ниже, чем у кипятка.

7. Вопрос. Если в стакан с горячим чаем опустить серебряную, стальную и

алюминиевую ложки, то какая из них нагреется быстрее?

Ответ. Нагреются в порядке перечисления, так как их удельные теплоемкости соответственно равны: 250, 500, 920 Дж/кг ºС.

V. Командам предлагается решить кроссворд со словами, определяющими основные термины и определения по рассматриваемой теме.

По горизонтали:

1.Количественная мера нагретости тела.

2.Вид теплопередачи при помощи невидимых лучей. Этот вид

теплопередачи происходит и в вакууме.

3.Вид теплопередачи, который является основным для твердых тел.

4. Газообразное состояние воды.

5.Кипение воды- это бурное…

6.Единица измерения количества теплоты.

7.Явление в природе - результат конденсации водяных паров.

8.Единица измерения температуры.

9.Процесс парообразования с поверхности жидкости.

По вертикали:

1.Сосуд, в котором долго сохраняется тепло жидкости или

холод мороженного /льда/.

2.Вещество, у которого С = 400 Дж/кг ºС.

3.Вид теплопередачи, которым "пользуются" жидкость или газ.

4.Процесс перехода из твердого состояния в жидкое.

5.Вещество, у которого наибольшая удельная теплоемкость.

6.Агрегатное состояние вещества, которое характеризуется постоянством объема и несоблюдением формы.

7.Единица измерения массы.

8.Жидкость, которая отвердевает при -39ºС

9.Конвекционный поток в атмосфере.

На выполнение задания дается 15 минут. Команда, сдавшая кроссворд с правильными ответами получает 2 балла. Через 1 минуту после 1-ой команды все остальные должны сдать свои кроссворды. За правильный кроссворд - 1 балл, за каждый неверный ответ минусуется 0,2 балла.

VI. Командам предлагается решить «задачки - минутки»:

1. Алюминиевая ложка массой 50 г при t=20 ºС опустили в горячую воду при 70 ºС. Какое количество теплоты получит ложка?

Ответ: 2300 Дж / 1балл/

2. Какое количество теплоты получит человек, выпив стакан чая массой 200 грамм при температуре 46,5 ºС. Температура тела человека 36,5 ºС.

Ответ: 8400 Дж / 1балл/

VII. Подводятся итоги соревнования. Отмечаются лучшие команды и игроки.