Все вопросы к тесту (html) Физика (8 класс)

Запишите тему урока и название раздела 1

Тепловое движение. Температура

1. Тепловые явления и источники тепла

Без света мы не могли бы видеть окружающий нас мир, без звука — слышать, а без тепла ни мы сами, ни окружающий нас мир растений, птиц, рыб и животных не мог бы возникнуть и, конечно, существовать. Изменения, происходящие в окружающем нас мире, называются физическими явлениями.

В окружающем нас мире происходят различные физические явления, которые связаны с нагреванием и охлаждением тел. Мы знаем, что при нагревании холодная вода вначале становится теплой, а затем горячей.

Явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел, с изменением температуры, называются тепловыми.

К тепловым явлениям относятся, например, нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металлов и др.

Запишите определение в тетрадь и приведите примеры тепловых явлений в природе, быту, технике.

Основным источником тепла на Земле является Солнце. Все созданные человечеством источники дают меньше чем одну миллионную долю процента от тепла, посылаемого на Землю Солнцем. Вращением Земли вокруг Солнца объясняется смена времен года в природе.

Солнце освещает и согревает нашу планету. Без его энергии была бы не возможна жизнь на нашей планете, не только человеку, но и всей флоре и фауне, которые нас окружают. Солнце – главный источник энергии, питающий происходящие на Земле процессы. Но не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц постоянно оказывают влияние на жизнь нашей планеты.

Деятельность человека привела к возникновению тепловых явлений, которые являются неотъемлемой частью цивилизации. Человек научился создавать искусственные источники тепла. Для этого используются природные ресурсы. Человек научился получать тепло за счет сжигания топлива: угля, нефти, газа, торфа, дров, Топливо по существу содержит накопленное в них солнечное тепло.

На фотографиях вы видите природные топливные ресурсы: каменный уголь, торф, дрова, которые при сжигании создают тепло.

Зарисуйте схему в тетрадь. Добавьте в схему известные Вам источники

Виды источников тепла

Запишите название раздела 2.

2. Температура

Всем нам знакомое и привычное ощущение позволяет различать температуру тела. то есть. степень его нагретости. Мы различаем тела теплые, более теплые, горячие, холодные, более холодные.

Запомните определение.

Температура – степень нагретости тела

Чем теплота отличается от температуры?

Слово «температура» знакомо каждому с раннего детства и связано с ощущениями тепла и холода. Все знают, что зимой температура воздуха ниже, чем летом. Вспомните лето, когда вы медленно входите в воду озера или реки, вам холодно, но, окунувшись, уже не чувствуете холода и вода кажется теплой. Этот пример показывает, что наши ощущения теплого и холодного могут быть ошибочными. Они зависят от нашего состояния (т. е. от состояния ощущающего человека — субъекта). О таких ощущениях принято говорить, что они субъективны, т. е. зависят от человека (субъекта).

Проделайте опыт. Возьмите три сосуда, наполните один холодной водой, второй — водой средней, „комнатной" температуры, а третий — теплой водой. Опустите правую руку в теплую, а левую — в холодную воду, подержите некоторое время и затем перенесите обе руки в комнатную воду. Тогда получается очень странное ощущение: одна и та же вода ощущается левой рукой как теплая, а правой — как холодная.

Что же такое температура с научной точки зрения?

Обратимся к молекулярному строению вещества, из которого состоит тело.

Все вещества состоят из молекул, которые беспорядочно и непрерывно движутся, обладая при этом некоторой средней скоростью движения. Движение молекул подтверждено исследованием явления диффузии.

Запишите определение в тетрадь и выучите его наизусть

Явление диффузии – проникновении молекул одного вещества между молекулами другого.

Явление диффузии имеет место в твердых, жидких и газообразных веществах. Диффузия молекул в твердых телах создает крепкое соединение тел. Диффузия молекул в жидкостях создает однородный раствор. Диффузия молекул в газах создает смесь газов.

В мензурку с водой снизу аккуратно была выпущена вода, окрашенная марганцовкой. Через некоторое время вода в мензурке стала равномерно окрашенной.

Подумайте и объясните, как это произошло? Запишите определение диффузии и зарисуйте схему опыта( рисунок 1.).

Рисунок 1. Схема явления диффузии.

Многочисленные наблюдения показывают, что взаимное проникновение соприкасающихся веществ происходит быстрее, если повысить их температуру. Так, сахар быстрее растворяется в горячей воде, чем в холодной. Чтобы огурцы быстрее засолились, их заливают горячим рассолом. Любая хозяйка приведет много аналогичных примеров.

Что еще мы можем узнать о движении молекул, наблюдая за процессом диффузии? В каком направлении быстрее распространяется запах духов, если нет ветра? В каком направлении сильнее распространяется окраска около крупинки марганцовки в капле воды? Опыт показывает, что частицы вещества диффундируют во все стороны одинаково. Это наблюдение дает нам основание говорить, что движение молекул происходит во всех направлениях.

Явление диффузии подтверждает беспорядочное и хаотическое движение молекул во всех направлениях и зависимость процесса диффузии от температуры.

Выучите определение теплового движения и его особенности

Движение молекул является тепловым

Особенности теплового движения:

· беспорядочность и хаотичность,

· зависимость скорости молекул от температуры.

Следует учесть, что тепловое движение частиц вещества существует всегда, в любых телах, при любых условиях. Этим движением объясняются все процессы в живой и неживой природе, химические реакции, физические превращения и т. д. Остановить тепловое движение частиц нельзя. Можно лишь изменять его интенсивность

Теплая вода состоит из таких же молекул, как и холодная. Разница между ними заключается лишь в скорости движения молекул

Давайте ответим на вопрос: как зависит температура тела от скорости движения молекул?

Диффузия при более высокой температуре происходит быстрее. Сахар быстрее растворяется в горячей воде, чем в холодной.

Температура тела зависит от скорости движения молекул. При повышении температуры скорость движения молекул увеличивается, при понижении – уменьшается.

Температура тела находится в тесной связи со средней кинетической энергией молекул, зависящей от скорости их движения. Чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия его молекул. При понижении температуры тела средняя кинетическая энергия его молекул уменьшается.

Каждая молекула движется по очень сложной траектории. Так, например, частицы газа, движущиеся с большими скоростями в разных направлениях, сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда. В результате этого они изменяют свою скорость и снова продолжают движение (рисунок 2). В жидкостях молекулы могут колебаться, вращаться и перемещаться относительно друг друга. В твердых телах молекулы и атомы колеблются около некоторых средних положений.

Рисунок 2. Траектории движения частиц краски в воде.

В тепловом движении участвуют все молекулы тела, поэтому с изменением теплового движения изменяется и состояние тела, его свойства. Так, при увеличении температуры лед начинает таять, превращаясь в жидкость. Если понижать температуру, например, ртути, то она из жидкости превращается в твердое тело.

Запишите название раздела 3.

3.Измерение температуры

Запишите определение в тетрадь и выучите его наизусть

Прибор для измерения температуры называется

термометром

Температуру тел измеряют выражают в градусах Цельсия (°С).

Термометр состоит из стеклянного баллончика, соединенного с тонкой (термометрической) трубкой. Внутрь баллончика наливают жидкость (обычно ртуть или спирт). А затем градуируют термометр.

Для измерения температуры используются различные виды термометров.

Что такое градус Цельсия?

Андерс Цельсий (1707 – 1744)

Андерс Цельсий, профессор астрономии, родился в Упсале (Швеция) в 1701 г и был довольно заметной фигурой среди естествоиспытателей своего времени. Он прославился как создатель новой термометрической шкалы. В 1742 г. Цельсий предложил принять в качестве опорных точек – температуры замерзания и кипения воды, а интервал между ними разделить на 100 равных частей. Градус Цельсия – одна сотая часть шкалы, предложенной Цельсием. Эта шкала применяется в большинстве стран, в том числе и в нашей стране (рисунок 3).

Рисунок 3. Шкала термометра.

Зарисуйте шкалу термометра и определите цену деления прибора.

Привычный облик нашей планеты существует и может существовать только в довольно узком интервале температур. Если бы температура превысила 100 °С, то на Земле при обычном атмосферном давлении не было бы рек, морей и океанов, не было бы воды вообще. Вся вода превратилась бы в пар. При понижении температуры на несколько десятков градусов океаны превратились бы в громадные ледники.

Даже изменение температуры лишь на 20—30°С при смене времен года меняет на средних широтах весь облик планеты. С наступлением весны начинается пробуждение природы. Леса одеваются листвой, начинают зеленеть луга. Зимой же жизнь растений замирает. Толстый слой снега покрывает Землю.

Еще более узкие интервалы температур необходимы для поддержания жизни теплокровных животных. Температура животных и человека поддерживается внутренними механизмами терморегуляции на строго определенном уровне. Достаточно температуре повыситься на несколько десятых градуса, как мы уже чувствуем себя нездоровыми. Изменение же температуры на несколько градусов ведет к гибели организмов. Поэтому неудивительно, что тепловые явления привлекали внимание людей с древнейших времен. Умение добывать и поддерживать огонь сделало человека относительно независимым от колебаний температуры окружающей среды. Это было одним из величайших изобретений человечества.

На уроке Вы узнали:

1. Тепловые явления связаны с изменением температуры тела.

2. Температура тела находится в тесной связи со средней кинетической энергией молекул, зависящей от скорости их движения.

3. Прибор для измерения температуры называется термометром.

4. Единица измерения температуры называется градусом Цельсия.

Запишите домашнее задание:

§1. Разбор вопросов к §1

Цели урока:

охарактеризовать особенности движения молекул тела; обозначить связь между температурой тела и скоростью движения его молекул; выделить тепловое движение как особый вид движения.

Результат обучения:

После успешного завершения занятия ученик должен усвоить понятия:

· дискретное строение вещества,

· непрерывное и хаотическое движение частиц вещества,

· диффузия,

· температура,

· связь температуры вещества с хаотическим движением частиц.

Приборы и оборудование: сосуды с теплой и холодной водой.

План занятия:

I. Изучение нового материала 25 минут.

II. Самостоятельная работа 20 минут.

Запишите название раздела 2

2. Внутренняя энергия тела

Механическая энергия превратилась в другую форму энергии. Что же представляет собой эта другая форма энергии?

После удара шар немного сплюснулся, а на плите возникла небольшая вмятина.

Шар и плита при ударе деформировались. Температуру шара и плиты сразу после удара повысилась. Это значит, что они нагрелись.

Сделайте рисунок и запишите в тетрадь вывод

В результате удара шара о плиту изменилось состояние этих тел – они деформировались и нагрелись.

Произошло изменение состояния тел, изменилась и энергия частиц, из которых состоят тела. Мы знаем, что при нагревании тела увеличивается средняя скорость движения молекул. Значит, увеличивается их средняя кинетическая энергия.

Молекулы обладают также и потенциальной энергией. Когда тело деформировалось, то изменилось взаимное расположение его молекул, а значит, изменилась и их потенциальная энергия.

Рассмотрите внимательно схему превращения механической энергии во внутреннюю энергию тела.

Запишите в тетрадь определение внутренней энергии тела.

Кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальная энергия их взаимодействия составляют внутреннюю энергию тела.

Теперь ответим на вопрос, куда исчезла механическая энергия свинцового шара:

при остановке тела механическое движение прекращается, но зато усиливается беспорядочное (тепловое) движение его молекул.

Механическая энергия превращается во внутреннюю энергию тела.

Зарисуйте схему в тетрадь

Виды энергии

Итак, кроме механической энергии, существует еще один вид энергии. Это внутренняя энергия тела, которая участвует в превращения не только в тепловых, но и в химических, ядерных процессах.

Запишите название раздела 3

3. От чего зависит внутренняя энергия тела.

Внутренняя энергия зависит от температуры тела, агрегатного состояния вещества

1. Поднимем тело, например мяч, над столом. При этом расстояние между молекулами мяча не меняется. Значит, не меняется и потенциальная энергия взаимодействия молекул. Следовательно, поднимая мяч, мы не изменяем его внутреннюю энергию.

При движении мяча относительно стола скорость движения его молекул не изменяется, его внутренняя энергия также не изменится.

Сделать рисунок в тетради и записать вывод.

Внутренняя энергия тела не зависит ни от механического движения тела, ни от положения этого тела относительно других тел.

2. Тело, имея некоторый запас внутренней энергии, одновременно может обладать и механической энергией. Например, пуля, летящая на некоторой высоте над землей, кроме внутренней энергии, обладает еще и механической энергией – потенциальной и кинетической.

Записать в тетрадь вывод и привести примеры, вспомнив о летательных аппаратах, полетах птиц.

Тело может обладать внутренней и механической энергией одновременно.

3. При повышении температуры внутренняя энергия увеличивается, так как увеличивается средняя скорость движения молекул. С понижением температуры внутренняя энергия тела уменьшается.

Записать в тетрадь вывод

Внутренняя энергия тела зависит от температуры тела

4. При деформации тела изменяется расстояние между молекулами, следовательно, изменяется потенциальная энергия их взаимодействия. При сближении молекул потенциальная энергия их взаимодействия возрастает.

Записать в тетрадь вывод

Внутренняя энергия тела изменяется при деформации тела.

5. Внутренняя энергия измеряется в джоулях.(Дж).

Записать в тетрадь вывод

Единица измерения внутренней энергии – джоуль (Дж).

Если рассматривать кинетическую и потенциальную энергию одной молекулы, то это очень маленькая величина, ведь масса молекулы мала. Поскольку в теле содержится множество молекул, то внутренняя энергия тела, равная сумме энергий всех молекул, будет велика. Особенностью внутренней энергии является то, что она всегда больше нуля, ведь тепловое движение частиц никогда не прекращается. При этом величина внутренней энергии тела не зависит от механической энергии тела.

Записать в тетрадь вывод

Внутренняя энергия тела, равная сумме энергий всех молекул.

Внутренняя энергия тела всегда больше нуля, так как тепловое движение частиц никогда не прекращается.

Пример: кинетическая энергия одной молекулы водорода 5 • 10–21 Дж, внутренняя энергия 1м3 водорода приблизительно равна 140000 Дж. Эта энергия равна потенциальной энергии молота массой 5 т, поднятого на высоту 3 м.

Запишите домашнее задание: § 2. Разбор вопросов к § 2.

1. Составить список реальных ситуаций превращения механической энергии во внутреннюю энергию (кроме примеров из учебника).

2. Предложить план действий, выполняя которые можно сравнить внутренние

энергии двух тел одинаковой массы.

Запишите название темы и радела 1

Внутренняя энергия

1. Механическая энергия

Мы живем в мире макроскопических и микроскопических тел.

В физике макроскопическими телами называются большие тела, состоящие из огромного числа молекул. Газ в воздушном шаре, вода в стакане, песчинка в пустыне, природный камень, стальной стержень, земной шар — все это примеры макроскопических тел

К микроскопическим телам относятся молекулы и атомы, из которых состоят все тела. Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода. Есть молекулы, которые состоят из большого количества атомов, например молекула ДНК, глюкозы.

Зарисуйте в тетрадь схему. Приведите примеры макроскопических тел.

Движение макроскопических тел называется механическим.

Механическое движение макроскопических тел — перемещением одних тел относительно других в пространстве с течением времени.

Всякое движущееся тело обладает кинетической энергией. Так, например, кинетической энергией обладает летящие птица и воздушный шар, движущиеся самолет, троллейбус, теплоход, текущая вода и т. д. Кинетическая энергия тела зависит от его массы и от скорости движения тела.

От взаимного положения взаимодействующих тел или его отдельных частей зависит потенциальная энергия тел. Например, потенциальной энергией обладают парашютист, парящий над Землей, поднятый над землей камень, сжатая или растянутая пружина и т. д. Если тело находится над поверхностью Земли, то оно обладает потенциальной энергией, которая тем больше, чем выше находится тело.

Записать в тетрадь и выучить наизусть определение.

Кинетическая и потенциальная энергия – это два вида механической энергии, они могут превращаться друг в друга.

Полет мяча иллюстрирует превращение кинетической энергии в потенциальную при движении вверх, и превращение потенциальной энергии в кинетическую при движении вниз. Когда мяч летит вверх, его высота над поверхностью земли увеличивается, следовательно, увеличивается потенциальная энергия, но скорость при этом уменьшается, то есть уменьшается кинетическая энергия. При движении вниз уменьшается высота мяча над поверхностью земли, уменьшается его потенциальная энергия. В это время скорость мяча нарастает, следовательно увеличивается кинетическая энергия мяча.

Давайте ответим на вопрос:

Как же происходит превращение одного вида энергии в другой?

Свинцовый шар, лежащий на свинцовой плите, не обладает кинетической энергией. Почему? (рис.1)

Свинцовый шар, лежащий на свинцовой плите, не обладает потенциальной энергией. Почему?

Рисунок 1

Причитайте определения кинетической и потенциальной энергии и ответьте на эти вопросы.

Мальчик поднимает свинцовый шар вверх и отпускает его (рис. 2).

Рисунок 2

При падении скорость шара увеличивается, а высота подъема уменьшается. Следовательно, его кинетическая энергия возрастает, а потенциальная уменьшается. Это значит, что происходит превращение потенциальной энергии шара в кинетическую. После того, как шар ударится о свинцовую плиту, он остановится.

Рисунок 3

Кинетическая и потенциальная энергия шара относительно плиты будут равны нулю.

Куда исчезла механическая энергия, которой обладал шар?

Сравните механическую и внутреннюю энергию двух ядер:

Первое ядро массой 10 кг летит со скоростью 40 м/с, температура ядра - 400°С. Второе ядро подобное первому ядру летит с той же скоростью, имея температуру 100°С, Ядра летят на одной высоте.

Сравните механическую и внутреннюю энергию двух ядер:

Первое ядро массой 20 кг летит со скоростью 40 м/с, температура ядра - 400°С. Второе ядро подобное первому ядру летит с той же скоростью, имея температуру 100°С, Ядра летят на одной высоте.

Цели урока:

ввести понятие внутренней энергии тела, как суммы кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.

Результат обучения:

формирование умений наблюдать, измерять, делать выводы

План занятия:

1. Изучение нового материала 25 минут.

2. Проверка домашнего задания 5 минут.

3. Самостоятельная работа 15 минут.

Запишите название раздела2

2. Изменение внутренней энергии тела при совершении работы

Каким способом можно увеличить или уменьшить скорость движения молекул?

Первый способ изменения температуры тела

Увеличение внутренней энергии тела, а следовательно, температуры тела, происходит за счет механической работы, совершаемой над телом.

В кузнице кузнец ударами молота расплющивает металлическую деталь, то есть деформирует ее. Температура металла увеличивается. Увеличивается внутренняя энергия детали. Кузнец совершает механическую работу над телом. Нагревание тел происходит также при сгибании и разгибании предметов, то есть при деформации.

При механической обработке деталей (например, при сверлении) они нагреваются. Это означает, что изменяется внутренняя энергия твердых тел.

Другим примером может служить опыт Джоуля, который в 1843 году определял механического эквивалента теплоты.

При вращении вертушки, погруженной в жидкость, Джоуль наблюдал нагревание жидкости. Это значит, что увеличивается внутренняя энергия жидкости при совершении над ней механической работы.

Если в тонкостенную латунную трубку на подставке налить немного эфира и закрыть пробкой, а затем начать быстро двигать веревку, которая обвивает трубку, то в одну сторону, то в другую, через некоторое время эфир закипит, и пар вытолкнет пробку. Внутренняя энергия эфира увеличилась: ведь он нагрелся и даже закипел.

Увеличение внутренней энергии произошло в результате совершения работы при натирании трубки веревкой.

Следовательно, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу.

Уменьшение внутренней энергии тела происходит, если работу совершает само тело.

В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачивают воздух через специальное отверстие в ней. Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Его появление означает, что воздух в сосуде стал холоднее. Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счет своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается. Судить об уменьшении внутренней энергии можно по охлаждению воздуха в сосуде.

Подобные явления происходят при запуске ракеты.

Белое облако – это поток охлажденного газа, внутренняя энергия которого уменьшилась.

Внутреннюю энергию тела можно изменить путем совершения работы телом.

Зарисуйте схему и запишите выводы

1. Внутренняя энергия тела увеличивается при совершении работы над телом.

2. Внутренняя энергия тела уменьшается при совершении работы самим телом.

Теперь вы должны знать ответ на вопросы:

1. изменяется ли внутренняя энергия тела?

2. как можно изменить температуру тела?

Запишите тему урока и название раздела 3

3. Понятие процесса теплопередачи

Второй способ изменения внутренней энергии тела без совершения работы.

Например, вода в кастрюле, поставленной на плиту, закипает. Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления. Внутренняя энергия в этих случаях увеличивается, так как повышается температура тел. Но при этом работа не совершается.

Чайник с водой, стоящий на плите, металлическая ложка, опущенная в стакан с горячей водой, печь, в которой разведен огонь, крыша дома, освещаемая солнцем, нагреваются. Во всех случаях повышается температура тел, а значит, увеличивается и их внутренняя энергия.

Запишите в тетрадь и выучите определение.

Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.

Самый простой пример теплопередачи мы наблюдаем, когда в стакан с горячим чаем опускаем металлическую ложку.

Что же происходит?

Кинетическая энергия молекул горячей воды больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды будут передавать часть своей кинетической энергии частицам холодного металла. В результате этого энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц металла будет увеличиваться. Температура воды уменьшится, а температура ложки – постепенно увеличится. Наступит момент, когда их температуры станут одинаковыми. Металлическая ложка нагрелась без совершения работы, за счет передачи тепла от горячего чая к холодному металлу.

Запишите в тетрадь и придумайте примеры

Внутреннюю энергию тел можно изменить путем теплопередачи.

Особенности теплопередачи:

1.Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

2.Теплопередача прекращается, когда температуры тел становятся одинаковыми.

3. Теплопередача между телами возможна, если они имеют разные температуры.

Теперь вы знаете, что существует два способа изменения внутренней энергии тела.

Зарисуйте схему и запишите вывод в тетрадь

Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей.

Интересно отметить.

Когда тело уже нагрето, мы не можем указать, каким из двух способов это было сделано: совершением работа или теплопередачей. Так, держа в руках нагретую стальную спицу, мы не можем сказать, каким способом ее нагрели — натирая или помещая в пламя.

Запишите домашнее задание: §3. Разбор вопросов к §1

Запишите тему урока и название раздела1

Способы изменения внутренней энергии тела

1. Изменение внутренней энергии при повышении его температуры или при ее понижении

Внутренняя энергия тела не является постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться.

При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается, так как увеличивается средняя скорость движения молекул. Следовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры, наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается, так как уменьшается средняя скорость движения молекул.

Запишите в тетрадь

Внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул.

При изменении температуры также изменяется потенциальная энергия взаимодействия молекул. Однако эта составляющая внутренней энергии изменяется в значительно меньшей степени.

Положите монету на лист бумаги на столе или деревянную доску. Прижмите монету к листу и двигайте ее быстро то в одну, то в другую сторону. Заметьте, сколько раз надо передвинуть монету, чтобы она стала теплой, горячей. Сделайте вывод о связи между выполненной работой и увеличением внутренней энергии тела.

Положите монету на лист бумаги на столе или деревянную доску. Прижмите монету к листу и двигайте ее быстро то в одну, то в другую сторону. Заметьте, сколько раз надо передвинуть монету, чтобы она стала теплой, горячей. Сделайте вывод о связи между выполненной работой и увеличением внутренней энергии тела.

Цели урока:

· выяснит условия, при которых внутренняя энергия тела изменяется,

· дать понятие теплопередачи.

Результат обучения: формирование умения наблюдать, анализировать, делать выводы.

Приборы и оборудование:

План занятия:

I. Изучение нового материала - 25 минут.

II. Тестирование - 18 минут.

III. Самостоятельная работа – 7 минут.

Запишите в тетрадь название раздела 3

3.Примеры теплопередачи в природе

Отгадайте загадки. Что это?

Без рук, без ног, а дерево гнет.

Летит без крыльев и поет, прохожих задирает.

Одним проходу не дает, других он подгоняет.

Рисунок 1. Это ветер.

Запишите определение ветра

Все ветры в атмосфере представляют собой конвекционные потоки огромного масштаба.

Ветер – это преимущественно горизонтальное перемещение воздуха из области повышенного давления в область пониженного давления.

На рисунке 2 представлена схема образования ветров-муссонов.

Рисунок 2. Схема образования муссонов

Конвекцией объясняются ветры бризы, возникающие на берегах морей. В летние дни суша прогревается солнцем быстрее, чем вода, поэтому и воздух над сушей нагревается больше, чем над водой, его плотность уменьшается и давление становится меньше давления более холодного воздуха над морем. В результате холодный воздух по низу с моря перемещается к берегу — дует ветер, который называется дневным бризом

Рисунок 3. Дневной бриз

Ночью вода охлаждается медленнее, чем суша, и над сушей воздух становится более холодным, чем над водой. Образуется ночной бриз — движение холодного воздуха от суши к морю.

Рисунок 4. Ночной бриз

Температура нижнего слоя воздуха и поверхностного слоя почвы имеет большое значение для развития растений. Солнечная энергия передается на Землю путем излучения, в котором молекулы среды не участвуют.

Рисунок 5. Передача тепла от Солнца излучением

Солнечное тепло прогревает поверхность Земли, ее атмосферу, моря и океаны.

Благодаря излучению Солнца на Земле существует жизнь растений, животных человека.

В прилегающем к Земле слое воздуха и верхнем слое почвы происходят изменения температуры. Днем почва поглощает энергию и нагревается, ночью, наоборот, охлаждается. Так, темная, вспаханная почва сильнее нагревается излучением, но быстрее и охлаждается, чем почва, покрытая растительностью.

На теплообмен между почвой и воздухом влияет также погода. В ясные, безоблачные ночи почва сильно охлаждается — излучение от почвы беспрепятственно уходит в пространство. Если же погода облачная, то облака закрывают Землю и играют роль своеобразных экранов, защищающих почву от потери энергии путем излучения.

Запишите в тетрадь

Дневной бриз – движение холодного воздуха с моря на сушу.

Ночной бриз – движение холодного воздуха от суши к морю.

Конвекция воздуха в атмосфере оказывает влияние на климат Земли и на погоду в разные времена года.

Излучение – передача тепловой энергии, необходимой для существования жизни на Земле.

Запишите в тетрадь название раздела 4

4.Примеры теплопередачи в технике

Естественную конвекцию атмосферного воздуха в виде ветров человек использует в виде ветровых установок для выработки электричества.

В старину при строительстве печек всегда для обеспечения хорошей тяги устраивали высокие дымоходы и трубы. Вследствие разницы давлений холодный воздух поступает в топку, а теплый поднимается вверх – образуется тяга. Чем выше труба, сооруженная над топкой, тем больше разница давлений наружного воздуха и воздуха в трубе. Поэтому тяга усиливается при увеличении высоты трубы.

При конструировании современных электробытовых приборов человек использует особенности конвекции в жидкостях и газах. В электрочайниках нагреватель всегда крепится на дне, а вот морозильная камера в бытовых холодильниках вверху.

С учетом конвекцию устроена система водяного отопления домов. Вода в радиаторах отопительной системы циркулирует от отапливаемого котла без всякого насоса благодаря только естественной конвекции.

Именно благодаря конвекции происходит нагревание воздуха и в наших жилых комнатах. Теплый воздух над батареей отопления поднимается вверх. После охлаждения он опускается вниз.

Кроме естественной конвекции возможна и принудительная конвекция. Самый простой вид принудительной конвекции осуществляется с помощью веера, вентилятора, более сложный с помощью насосов, которые переносят потоки нагретой или охлажденной жидкости или газа.

Такой вид конвекции используется в тех случаях, когда естественная конвекции оказывается недостаточно эффективной.

В состоянии невесомости естественная конвекция невозможна, на космических кораблях применяется принудительная конвекция. Скафандры космонавтов, водолазов оснащены принудительной вентиляцией.

Парниковый эффект: излучение солнца свободно проникает сквозь стекла парника и нагревает землю. Нагретая солнцем земля тоже излучает тепло, но ее излучение уже иного качества и не проходит сквозь стекло. В результате тепло остается в парнике.

Таким образом, стекла теплиц действуют как «ловушка» энергии.

Для того, чтобы энергия не передавалась ни одним из трех видов теплопередачи: конвекцией, теплопроводностью и излучением, применяется термос.

Термос состоит из стеклянного сосуда с двойными стенками. Внутренняя поверхность стенок покрыта блестящим металлическим слоем, а из пространства между стенками сосуда выкачан воздух. Лишенное воздуха пространство между стенками не проводит тепло, блестящий слой, вследствие отражения, препятствует передаче энергии излучением. Чтобы защитить стекло от повреждений, термос помещают в картонный или металлический футляр. Сосуд закупоривают пробкой, а сверху футляра навинчивают колпачок.

В этом разделе мы познакомились с применением теплопередачи в природе, быту и технике.

Выпишите в тетрадь примеры теплопередачи в следующем порядке:

конвекции, излучение, теплопередача. Добавьте свои примеры и наблюдения.

Домашнее задание. § 5,6. Упр. 3 (1-3).

Запишите название темы урока и название раздела 1

Сравнение видов теплопередачи. Применение теплопередачи в природе и технике.

Сравнение видов передачи внутренней энергии

Мы изучили три вида теплопередачи, при которых происходит изменение внутренней энергии одного тела при воздействии на него другого тела.

При осуществлении теплопередачи за счет теплопроводности происходит передача энергии молекул от одного слоя к другому

При осуществлении теплопередачи за счет конвекции целые совокупности молекул газа или жидкости с повышенной энергией молекул перемещаются от нагревающего тела к нагреваемому телу.

Не всегда молекулы вещества участвуют в передаче тепла от одного тела к другому. Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи тем, что она может осуществляться в полном вакууме.

Запишите в тетрадь.

1. Теплопроводность, конвекция и излучение представляют виды теплопередачи.

2. При теплопроводности и конвекции молекулы вещества участвуют в передаче тепла от одного тела к другому

3. При излучении молекулы вещества в теплопередаче не участвуют.

Проведем практическую работу, в которой будем измерять температуру воздуха возле стакана с горячей водой и определять виды теплопередачи. Расположите приборы перед собой. Помните, проводя измерения, не следует касаться стенок стакана, так как в момент прикосновения к стакану энергию передается его стеклу.

Запишите в тетрадь и приступайте к выполнению работы

Практическая работа.

«Исследование видов теплопередачи»

С помощью термометра провести измерения температуры воздуха в непосредственной близости стакана с горячей водой. В конце каждого измерения письменно ответить на поставленный вопрос.

1. Провести измерения вблизи основания стакана как показано на рис. 1 (на расстоянии около 5 см).

Рисунок 1. Первое измерение.

Наблюдать изменения в показаниях термометра. Объяснить наблюдаемое явление и дать обоснованный ответ на вопрос: «Какой вид теплопередачи имеет место при измерении температуры воздуха у основания стакана? »

2. Измерить температуру слоев воздуха, расположенного в непосредственной близости над стаканом, как показано на рис. 2 (на расстоянии около 5 см). Наблюдать изменение показаний термометра, объяснить наблюдаемое явление и дать обоснованный ответ на вопрос: «Какой вид теплопередачи имеет место в этом случае?»

Рисунок 2. Второе измерение

3. Измерить температуру воды в стакане, как показано на рис. 3. Ответить на вопрос: «Какой вид теплопередачи имеет место при измерении температуры горячей воды?»

Рисунок 3. Третье измерение.

Сделать рисунки проводимых измерений. Самостоятельно определить вид теплопередачи и результаты записать в таблицу в тетради.

Таблица.

Цель: провести сравнение видов теплопередачи, привести примеры теплопередачи в природе и технике.

Результат обучения: формирование умений наблюдать, сравнивать, анализировать, обобщать.

Оборудование и приборы: стакан с водой, термометр

План занятия:

Сравнение видов теплопередачи. Практическая работа. - 20 минут

Примеры теплопередачи в природе - 10 минут

Примеры теплопередачи в технике - 10 минут

Тестирование - 5 минут

Запишите задание в тетрадь

Практическая работа

Взять два стакана и термометр. В первый стакан налить 100 г воды при температуре 200С, во второй – 100 г воды при температуре 40 0С. В обоих стаканах нагреть воду до 600С. Определить, сколько времени потребовалось для нагревания воды до температуры 600С в первом стакане? Во втором стакане? Какому стакану с водой сообщили большую энергию?

Проведение измерений

1. Опустив термометр в воду в первый стакан, определить температуру воды

2. Нагреть воду в первом стакане на плитке до температуры 600С, определив время нагрева.

3. Опустив термометр в воду во второй стакан, определить температуру воды

Нагреть воду во втором стакане на плитке до температуры 600С, определив время нагрева.

Анализ измерений

Запишите выводы в тетрадь.

1. Для нагрева воды в первом стакане потребовалось больше времени, чем во втором.

2. Так как в стаканах нагревалась вода одинаковой массы, но разной температуры, для нагрева первого стакана потребовалось большее количество теплоты.

Первому стакану сообщили большую энергию

Запишите тему урока в тетрадь

Количество теплоты. Единица количества теплоты

Внутренняя энергия тела может осуществляться как за счет совершения работы, так и за счет теплопередачи.

При теплопередаче переход энергии от более нагретого тела к менее нагретому телу может осуществляться за счет теплопередачи, конвекции, излучения.

Для количественного описания теплопередачи вводится специальная физическая величина – количество теплоты.

Запишите в тетрадь определение и выучите наизусть

Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.

Количество теплоты обозначается буквой Q.

Название «количество теплоты» принято относить к изменению внутренней энергии путем теплопередачи. Для того чтобы вычислить количество теплоты, необходимо узнать, от каких величин оно зависит.

Исследуем, как меняется температура разных тел при получении одинакового количества теплоты.

1. В качестве тела используем воду в стакане.

Количество теплоты, получаемое телом, будем задавать, включая плитку на одинаковое время, в течение которого температура жидкости увеличивается.

2. В качестве тела опять используем воду. В первый стакан помесим 100 г воды, во второй стакан –200 г воды. Будем нагревать воду на одинаковых горелках.

При теплопередаче одинакового количества теплоты 100 г и 200 г воды температура поднимается выше в сосуде с меньшей массой.

Значит, чтобы нагреть тело нагреть тело с большей массой на такое же количество градусов, требуется большее количество теплоты.

При остывании тело передает окружающим предметам тем большее количество теплоты, чем больше его масса

3. Теперь нальем в стаканы 100 г воды и 100 г растительного масла с одинаковой температурой и будем нагревать их на одинаковых горелках.

Если нагревать 100 г воды и 100 г растительного масло, передав обеим жидкостям одинаковое количество теплоты, то температура масла поднимется выше.

Чтобы температура воды сравнялась с температурой масла, ей нужно передать добавочное количество тепла.

Значит, для нагревания на одинаковое количество градусов разных веществ с одинаковой массой требуется разное количество теплоты.

Следовательно, количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, зависит от того, из какого вещества оно состоит.

Запишите в тетрадь выводы

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела (или выделяемое при остывании), зависит от

· массы этого тела,

· изменения его температур,

· рода вещества.

Единица измерения количества теплоты – джоуль (Дж).

Количество теплоты измеряют в джоулях (Дж) или в килоджоулях (кДж).

Историческая справка

Однако измерять количество теплоты ученые стали задолго до того, как в физике появилось понятие энергии. Тогда была установлена особая единица для измерения количества теплоты – калория (кал) или килокалория (ккал). (Калория – от лат. слова калор – тепло, жар).

Калория – это количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1 г воды на 1 0С.

Найдите в учебнике примеры нагревания и остывания тел с разной массой, ответы на вопросы к § 7

Домашнее задание § 7.

Цель: дать понятие количества теплоты; обосновать зависимость количества теплоты от рода вещества, массы тела и от изменения его температуры.

Результат обучения: формирование умений наблюдать, сравнивать, анализировать, обобщать.

Оборудование и приборы: два стакана, термометр, часы, чайник с горячей водой.

План занятия:

1. Изучение нового материала - 25 минут

2. Практическая работа - 10 минут

3. Тестирование - 10 минут

Задание 1.

Используя таблицу удельной теплоемкости веществ учебника, определите твердое вещество, имеющее наибольшую удельную теплоемкость.

Рассчитать количество теплоты для нагревания 2 кг этого вещества на 1 °С.

Рассчитать количество теплоты для нагревания 2 кг этого вещества на 10 °С.

В каком случае требуется большее количество теплоты?

Определение твердого вещества с наибольшей удельной теплоемкостью.

В таблице удельной теплоемкости веществ учебника найдите твердое вещество, имеющее набольшую удельную теплоемкость с = 920 Дж/кг • °С

Расчет количества теплоты.

Рассчитайте количество теплоты для нагревания алюминия массой 2 кг на 1 °С по формуле Q = cmDt

Расчет количества теплоты.

Рассчитайте количество теплоты для нагревания алюминия массой 2 кг на 10 °С по формуле Q = cmDt

Анализ нагревания вещества

Сравните количество теплоты, которое требуется для нагревания одинаковой массы алюминия на 10 °С и на 1 °С.

Задание 2.

Используя таблицу удельной теплоемкости веществ учебника, определите жидкое вещество, имеющее удельную теплоемкость . Вещество нагрето до температуры 80 °С.

Рассчитать количество теплоты, которое выделится при охлаждении на 1 °С этого вещества массой 2 кг.

Рассчитать количество теплоты, которое выделится при охлаждении на 10 °С этого вещества массой 2 кг.

В каком случае выделится большее количество теплоты?

Определение жидкого вещества с заданной удельной теплоемкостью

Найдите в таблице удельной теплоемкости веществ учебника жидкое вещество, имеющее удельную теплоемкость с = 1700 Дж/кг•°С

Расчет количества теплоты

Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при охлаждении подсолнечного масла массой 2 кг на 1 °С, по формуле Q = cm∆t

Расчет количества теплоты

Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при охлаждении подсолнечного масла массой 2 кг на 10 °С, по формуле Q = cm∆t

Анализ охлаждения вещества

Сравните количество теплоты, которое выделится при охлаждении одинаковой массы подсолнечного масла, на 10 °С и на 1 °С

Запишите название раздела 2.

2. Удельная теплоемкость вещества.

Для того, чтобы сравнивать различные вещества по их теплоемкости, в физике введено понятие удельная теплоемкость.

Записать в тетрадь и выучить наизусть определение и единицу измерения удельной теплоемкости

Физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 °С, называется удельной теплоемкостью вещества.

Подумайте над вопросом:

чем отличается теплоемкость тела от удельной теплоемкости вещества?

Рисунок 1.

При нагревании на 1°С, чем больше теплоты надо передать 1 кг вещества, тем больше теплоемкость этого вещества.

На рисунке 1 видно, что второе тело нагревается быстрее, чем первое и третье. Ему требуется меньшее количество тепла. Следовательно, оно обладает наименьшей теплоемкостью. Для нагревания на 1°С третьему телу требуется самое большое количество теплоты. Оно обладает наибольшей теплоемкостью.

Рисунок 2.

Если у разных тел равной массы разные теплоемкости, и они получают одинаковое количество теплоты, то температура повышается быстрее у того вещества, у которого теплоемкость меньше. На рисунке 2 первое тело имеет теплоемкость большую, чем второе тело. Поэтому его температура повышается медленнее, чем температура второго тела.

Теплоемкость тела – это общее количество теплоты, которое необходимо телу при нагревании на 1 °С.

Удельная теплоемкость– это количество теплоты для нагревания на 1 °С только 1 кг вещества, из которого изготовлено тело.

Записать в тетрадь

Удельная теплоемкость является характеристикой вещества, величиной, которая не изменяется. Значения удельной теплоемкости различных веществ представлены в справочных таблицах.

Рассмотрим таблицу

В левой столбце таблицы показаны числовые значения теплоемкости для твердых веществ, в правом столбце – для жидких. Например, удельная теплоемкость золота равна .

Это означает, что для нагревания золота массой 1 кг на 1 °С необходимо количество теплоты, равное 130 Дж.

Удельная теплоемкость одного и того же вещества, находящегося в разных агрегатных состояниях – твердом, жидком, газообразном – различна.

Запишите в тетрадь

Удельная теплоемкость воды , удельная теплоемкость льда .

Таким образом, удельная теплоемкость зависит от характера расположения и движения молекул в веществе.

Вода имеет большое значение удельной теплоемкости, поэтому для нагревания воды требуется очень много тепла. При понижении температуры окружающей среды вода остывает медленно, отдавая в окружающую среду также много тепла. В результате, наличие больших водоемов (озера, моря) влияет на климат в данном районе.

Для того, чтобы растаял лед, требуется также много тепла. Природа предусмотрела тепловые свойства льда таким образом, чтобы солнечным лучам его не просто было растопить. Если бы числовое значение удельной теплоемкости льда было маленьким, то все ледники в горах растаяли и превратились в реки.

Откройте учебник, найдите §8 и познакомьтесь с таблицей 1, где указаны удельные теплоемкости некоторых веществ. Обратите внимание на то, что в таблице даны названия веществ и числа, единицы измерения находятся в названии таблицы.

Найдите вещества с наибольшей удельной теплоемкостью, с наименьшей удельной теплоемкостью, вещества, имеющие одинаковую удельную теплоемкость.

Домашнее задание: §8. Вопросы к §8.

Запишите названия темы урока и раздела 1.

Удельная теплоемкость вещества

1. Теплоемкость тела.

Повторим понятия, полученные на предыдущем уроке.

Представим два разных тела, например стальной шар и стеклянный аквариум. Чтобы нагреть эти тела на одинаковое число градусов, требуется различное количество теплоты. Если передать этим телам одинаковое количество теплоты, то они нагреются до разной температуры. Вводится понятие теплоемкость тела. Слово теплоемкость означает, что тело как бы вмещает в себя тепло. Этот термин пришел из истории, когда существовала теория теплорода.

Теплород — вещество, которое по канонам науки XVIII века, определяло температуру тел. Он прекрасно горел (а огонь считался почти чистым флогистоном), был необычайно легок, в 15 раз легче воздуха, хорошо впитывался металлами и другими веществами.

Ученые XVIII века считали, что теплород — особая материя, которая не может создаваться и уничтожаться, а только передается от одних тел к другим; при нагревании теплород в тело поступает, при охлаждении — отдается. Значит, горячее тело содержит больше теплорода, чем холодное. Но тогда при нагревании вес тела должен увеличиваться, но этого не наблюдается в опытах ученых. Теория теплорода не может объяснить нагревание тел при трении.

Михаил Васильевич Ломоносов – великий русский ученый

Великий русский ученый М.В. Ломоносов в своем трактате «Размышления о причине теплоты и холода» изложил все основные положения молекулярно-кинетической теории и причины теплоты. Ломоносов считал, что причина повышения температуры, т.е. степени нагретости тела, — движение молекул. И все тепловые явления обусловлены изменениями именно в их движении.

М.В.Ломоносов правильно разграничивал понятия «температура» и «количество теплоты» и дал им молекулярно-кинетическое толкование. Он полагал, что температура тела, т.е. «степень теплоты», определяется скоростью движения частиц, тогда как количество теплоты зависит от общего количества движения частиц.

Теплоемкость тела – это количество теплоты, необходимое для нагревания массы тела на 1 0С.

Точные измерения показывают, что количество теплоты, требуемое для нагревания тела, пропорционально его массе и изменению его температуры.

Коэффициент пропорциональности С зависит от вещества, из которого сделано нагреваемое тело, и называется удельной теплоемкостью вещества.

Изменение температуры определяется разностью конечной t2 и начальной t1 температуры при нагреве или охлаждении вещества.

Запишите в тетрадь

Теплоемкость тела – это количество теплоты, необходимое для нагревания массы тела на 1 0С.

Количество теплоты, требуемое для нагревания тела, пропорционально его массе и изменению его температуры.

Запишите формулу и обозначения, которые используются в этой формуле:

Q – количество теплоты,

m – масса тела,

с – удельная теплоемкость вещества,

t1 –начальная температура,

t2 – конечная температура.

Используя таблицу удельной теплоемкости веществ учебника, определите жидкое вещество, имеющее удельную теплоемкость . Вещество нагрето до температуры 80 °С.

Рассчитать количество теплоты, которое выделится при охлаждении на 1 °С этого вещества массой 2 кг.

Рассчитать количество теплоты, которое выделится при охлаждении на 10 °С этого вещества массой 2 кг.

В каком случае выделится большее количество теплоты?

Количество теплоты, которое выделится при охлаждении керосина массой 2 кг на 10 °С

равно___кДж

Используя таблицу удельной теплоемкости веществ учебника, определите твердое вещество, имеющее наибольшую удельную теплоемкость.

Рассчитать количество теплоты для нагревания 2 кг этого вещества на 1 °С.

Рассчитать количество теплоты для нагревания 2 кг этого вещества на 10 °С.

В каком случае требуется большее количество теплоты?

Цель: ввести понятие удельной теплоемкости и выяснить ее физический смысл

Результат обучения:

После завершения занятия ученик должен:

Уметь различать понятия теплоемкость и удельная теплоемкость вещества.

Объяснять физический смысл удельной теплоемкости вещества.

Уметь пользоваться таблицей удельной теплоемкости вещества

План занятия:

• Изучение нового материала - 30 минут
• Выполнение заданий - 10 минут
• Тестирование - 5 минут

1. Исследовать тепловой процесс, для которого формуле разность температур ∆t = t2 –t1 величина отрицательная.

2. Сравните начальную и конечную температуры тела. Определите, нагревается или охлаждается тело.

1. Объясните физический смысл величин, входящих в формулу .

2. Назовите величину с и на примере укажите, что эта величина означает

3. Назовите величину m и единицу измерения этой величины при ее использовании в формуле

4. Назовите величины t1 и t2. Укажите процесс, в котором имеет место неравенство t2 > t1

1. Сравните удельную теплоемкость воды с удельной теплоемкостью льда.

2. Назовите агрегатное состояние воды, в котором ее удельная теплоемкость имеет большую величину

Запишем выводы:

Количества теплоты, отданное горячей водой, и количество теплоты, полученное холодной водой, равны между собой.

Если между телами происходит теплообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

При проведении опытов обычно получается, что отданная горячей водой энергия больше энергии, полученной холодной водой. Это объясняется тем, что часть энергии передается окружающему воздуху, а часть энергии – сосуду, в котором смешивали воду. Равенство отданной и полученной энергий будет тем точнее, чем меньше потерь энергии допускается в опыте. Если подсчитать и учесть эти потери, то равенство будет точным.

Домашнее задание

§9. Упражнение 4, задачи 3,4.

Запишите в тетрадь название темы урока и раздела 1

Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

1. Повторение пройденного материала.

Для того, чтобы приступить к решению задач, дайте ответ на следующие вопросы.

1. Что называется удельной теплоемкостью вещества?

2. В каких единицах измеряют удельную теплоемкость вещества?

3. От каких величин зависит количество теплоты, полученное телом в процессе теплопередачи?

Если у Вас возникли затруднения в ответах на эти вопросы, повторите урок 8.

4. Какое количество теплоты требуется для:

а) нагревания 1 г воды на 1 0С? На 20С?

б) нагревания 1 кг воды на 1 0С? На 20С?

При ответе на вопрос 4 необходимо помнить, что величина удельной теплоемкости вода, которую надо найти в таблице удельных теплоемкостей веществ в учебнике, определяет количество теплоты для 1 кг вещества при нагревании на 1 0С. Для того, чтобы рассчитать величину удельной теплоемкости для 1 г вещества, нужно найденную в таблице величину разделить на 1000 г.Удельная теплоемкость воды для массы 1г будет равна 4,2 Дж/г • 0С.

Запишите название раздела 2.

2. Решение задач

Для того, чтобы рассчитать количество теплоты, полученное телом заданной массой m из вещества с известной теплоемкостью С при нагревании его от температуры t1 до температуры t2, нужно воспользоваться формулой, связывающей эти величины с количеством теплоты, полученной телом в ходе теплопередачи.

Запишите в тетрадь.

Чтобы рассчитать количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, удельную теплоемкость вещества С, из которого сделано тело, умножить на массу тела m и умножить на изменение температуры тела (t2 –t1 ).

Греческая буква D (дельта) используется в физике для обозначения изменения какого-либо параметра. В формуле для определения количества теплоты дельта показывает изменение температуры.

Решим задачу.

Запишите условие задачи 1 в тетрадь

Условие задачи 1.

Свинцовая болванка массой 0,5 кг остыла от температуры 300 0С до температуры 100 0С. Какое количество теплоты выделилось при остывании болванки?

Для решения задачи используем формулу . Величину удельной теплоемкости свинца находим в таблице 1 учебника или в справочнике по физике.

С = 140 Дж/ кг•0С

Запишите краткое условие задачи 1 и ее решение в тетрадь

При решении задачи:

1. определяем разность температур ∆t = 200 0С

2. определяем количество выделившейся теплоты Q = 14000 Дж.

Запишите условие задачи 2 в тетрадь

Условие задачи 2

В железный котел массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?

Эта задача сложнее, чем задача 1. При решении задачи нужно учесть, что оба тела – и котел, и вода – будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на ∆t = 100 °С – 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, будут разными, потому что массы котла и воды не равны, удельные теплоемкости железа, из которого сделан котел, и воды различны.

Введем обозначения:

m1 – масса котла,

m2 – масса воды,

с1 – удельная теплоемкость железа,

с2 – удельная теплоемкость воды,

t1– начальная температура,

t2– конечная температура,

Q – количество теплоты.

Для решения задачи в таблице 1 учебника или в справочнике по физике находим удельные теплоемкости железа и воды и записываем их в условие задачи.

Запишите краткое условие задачи 2 и ее решение в тетрадь

Проанализируйте решение задачи 2 и дайте ответ на вопрос:

почему для нагревания воды затрачено значительно больше теплоты, чем на нагревание железного котла? ( Сравните удельные теплоемкости веществ).

Запишите условие задачи 3 в тетрадь

Условие задачи 3

Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании, и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.

При смешивании горячей и холодной воды происходит теплообмен: горячая вода отдает свое тепло холодной воде. При этом горячая вода остывает, а холодная нагревается. Через некоторое время наступает тепловое равновесие, температура смеси становится больше температуры холодной воды, но меньше температуры горячей воды.

Введем обозначения:

m1 – масса горячей воды,

m2 – масса холодной воды,

c1 = c2 – удельная теплопроводность горячей и холодной воды,

t1– начальная температура,

t2– конечная температура,

t – температура смеси,

Q1 – количество теплоты, отданное горячей водой,

Q2 – количество теплоты, полученное холодной водой

Запишите краткое условие задачи 3 и ее решение в тетрадь

Проанализируем решение задачи.

Мы видим, что количества теплоты, отданное горячей водой, и количество теплоты, полученное холодной водой, равны между собой. Это не случайный результат.

Опыт показывает, что если между телами происходит теплообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

Цель: определение способа расчета количества теплоты при теплообмене тел

Результат обучения:

После успешного завершения занятия ученик должен:

научиться решать задачи,

делать расчеты и выводы.

Оборудование и приборы

План занятия:

Повторение пройденного материала – 10 мин.

Решение задач. – 15 мин.

Самостоятельная работа – 20 мин.

Задача 1.

Два медных шара массами m0 и 4 m0 нагревают так, что оба шара получают одинаковое количество теплоты. При этом больший шар нагрелся на 5°С. Насколько нагрелся шар меньшей массы?

Анализ условия задачи

Массы шаров равны:

m1 = m0

m2 = 4 m0.

Количество теплоты, которое получают шары

Q1 = Q2 =Q

Изменение температуры второго шара

∆t2 = 50C.

Удельная теплоемкость шаров одинакова, так как оба шара из меди

с1 = с2 = с

Определить изменение температуры первого шара ∆t1

Запишем краткое условие задачи

Дано:

m1 = m0

m2 = 4 m0.

Q1 = Q2 =Q

с1 = с2 = с

∆t2 = 50C

___

∆t1 =?

Формулы для решения задачи

Используем основную формулу определения количества теплоты при нагревании тела

Q = cmDt

Выводим формулу

Dt = Q / cm

Ход решения задачи

Составим уравнение количества теплоты для первого шара

Q = с m0 Dt1

Составим уравнение количества теплоты для первого шара

Q = с 4m0 Dt2

Запишем равенство

с m0 Dt1 = с 4m0 Dt2

Проводим математические преобразования: сократим с, m0, получим уравнение

Dt1 = 4Dt2

Подставим значение Dt2 = 5°С:

Dt1 = 4•5°С = 20 0С

Ответ: первый шар нагреется на 20 0С.

Запишите решение задачи в тетрадь.

Задача 2.

На рисунке изображен график зависимости температуры воды от количества теплоты, отданной ею окружающим телам.

1) Какова начальная температура воды?

2) Какова температура окружающей среды?

3) Какова масса воды?

Применение метода графического решения задачи

Наклон графика соответствует охлаждению воды, так как температура воды понижается.

По графику определяется:

на оси температур находим начальную температуру воды t1 = 100 0С,

конечную температуру t2 = 20 0С,

на оси Q находим количество выделившей теплоты 164 Дж.

Решение задачи

Учитывая, что удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/кг•0С, находим массу воды

m = Q / c Dt.

Изменение температуры Dt = 100 0С –20 0С = 80 0С.

Масса воды равна m = 164 Дж / (4200 Дж/кг•0С) • 80 0С = 0,49 • 10–3 кг = 0,49 г

Проверка решения задачи

Проверим решение задачи, используя формулу: Q = c m Dt

Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/кг•0С,

масса воды m = 0,49 • 10–3 кг,

изменение температуры ∆t = 80 0С

количество теплоты Q = 4200 • 0,49 • 10–3 • 80 0С = 164 Дж

Запишите решение задачи в тетрадь

Задача.

В каком случае потребуется для нагревания двух веществ большее количество теплоты, если нагрев двух веществ одинаков ∆t1 = ∆t2? Первое вещество - кирпич массой 2 кг, удельная теплоемкость кирпича с = 880 Дж/кг•0С, и латунь - массой 2 кг, удельная теплоемкость латуни с = 400 Дж/кг•0С.

Задача.

Какое количество теплоты выделяется при охлаждении 4 м3 льда от -10°С до – 40°С?

Задача.

Стальной брусок массы 4 кг нагрели. При этом было затрачено 200000 Дж тепла. Определите конечную температуру тела, если начальная температура равна t0 = 10°С.

Запишите в тетрадь название темы урока и раздела 1

1. Повторение изученного материала.

Дайте ответы на вопросы.

1. Удельная теплоемкость графита равна 750 Дж/кг•°С. Что это означает?

2. Каковы причины изменения внутренней энергии молота?

3. Почему птицы в холодную погоду сидят нахохлившись?

4. Медной и стальной гирькам одинаковой массы передали равные количества теплоты. У какой гирьки температура изменится сильнее?

5. На что расходуется больше энергии: на нагревание воды или на нагревание алюминиевой кастрюли, если их массы одинаковы?

Для того чтобы дать ответы на вопросы, необходимо вспомнить темы «Виды теплопередачи», «Удельная теплоемкость вещества», заглянуть в таблицу «Удельная теплоемкость веществ» в учебнике.

Запищите в тетрадь название раздела 2 и решения задач.

Примеры решения задач

Задача 1.

При нагревании куска меди от 20 °С до 170 °С было затрачено 140000 Дж тепла. Определить массу меди.

Вводим обозначения:

Q – количество теплоты,

t0 – начальная температура,

t1 – конечная температура,

с – удельная теплоемкость меди (находим в таблице).

Задача 2

Чему равна удельная теплоемкость жидкости, если для нагревания 2 л этой жидкости на 20°С потребовалось 150000 Дж. Плотность жидкости 1,5 г/см3.

Вводим обозначения:

Q – количество теплоты,

∆t – изменение температура,

V – объем жидкости,

ρ – плотность жидкости (находим в таблице плотностей веществ в справочнике по физике),

m – масса жидкости равна произведению плотности жидкости и объема жидкости.

Задача 3.

На рисунке представлен график зависимости температуры воды массой 100 г от количества теплоты, полученной от нагревателя.

1) Какова начальная температура воды?

2) Какова конечная температура воды?

3) Какое количество теплоты пошло на нагревание воды?

Решение.

Наклон графика соответствует нагреванию воды, так как температура воды повышается.

На оси температуры находим:

1. Начальная температура воды t1 = 5°С

2. Конечная температура воды t2 = 25°С

На оси количества теплоты находим величину Q, соответствующую конечной температуре нагревания:

3. Количество теплоты, которое пошло на нагревание воды, Q = 8400 Дж

Проверьте ответ задачи, сделав расчет количества теплоты по формуле Q = cm(t2 –t1), приняв удельную теплоемкость воды с = 4200 Дж/кг•°С.

Цель:

подготовить учащихся к выполнению лабораторной работы № 2, выработать навыки решения задач, близких лабораторной работе по содержанию.

Результат обучения:

Отработка навыков решения задач, развитие навыков устного счета.

План занятия:

Повторение изученного материала - 7 минут

Разбор решения задач - 23 минуты

Самостоятельная работа - 15 минут

Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании водорода массой 1 кг, чем при полном сгорании сухих дров той же массы?

Работа с таблицей

По таблице 2 учебника определить удельную теплоту сгорания водорода и сухих дров

Анализ выделяемой теплоты при сгорании водорода и сухих дров

Сравнение веществ по величине их удельной теплоемкости

Проведение расчета

Определить отношение удельных теплоемкостей водорода и сухих дров. Сделать вывод

Какое количество теплоты выделится при сгорании 5 кг бензина?

Работа с таблицей

По таблице 2 учебника определить удельную теплоту сгорания бензина

Запись краткого условия задачи

Ввести обозначения исходных величин и записать краткое условие

Расчет количества теплоты

Записать формулу для расчета количества теплоты, подставить числовые значения, провести вычисления

Запишите в тетрадь тему урока и название раздела 1.

Энергия топлива. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах

1. Энергия топлива.

Источником энергии, которая используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту, является топливо. Это уголь, нефть, торф, дрова, природный газ и др. При сгорании топлива выделяется энергия.

При горении топлива в качестве горячего тела, передающего свою внутреннюю энергию, рассматривается пламя. Это может быть пламя пожара, костра, газовой горелки на вашей кухне, свечи, спички спиртовки.

За равные промежутки времени от пламени передается равное количество энергии, поскольку пламя стабильно. Однако тела, отдающие энергию, должны остывать.

Почему же внутренняя энергия пламени не убывает?

Температура пламени поддерживается за счет процесса горения топлива, которое расходуется в процессе горения. Значит топливо – источник поддержки внутренней энергии пламени.

Запишите в тетрадь

Топливо – источник энергии, которая используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту.

При горении топлива выделяется внутренняя энергия, которая сосредоточена в пламени.

Топливо – источник поддержки внутренней энергии пламени.

Запишите название в тетрадь название раздела 4.

4. Удельная теплоемкость горения.

Для характеристики количества теплоты, выделяющейся в процессе горения, вводят физическую величину удельную теплоту сгорания топлива.

Запишите в тетрадь и выучите наизусть определение, обозначение и единицу измерения удельной теплоты сгорания топлива

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, называется удельной теплотой сгорания топлива.

Удельная теплота сгорания обозначается буквой q.

Единицей удельной теплоты сгорания является 1 .

Удельную теплоту сгорания определяют на опыте с помощью довольно сложных приборов. На фотографиях представлены приборы для определения удельной теплоты сгорания твердых и жидких видов топлива.

В учебнике в таблице 2 приведены значения удельной теплоты сгорания некоторых видов топлива.

Откройте учебник, найдите таблицу 2, изучите ее.

В левом столбце таблицы указаны виды топлива, в правом столбце приведены величины

удельной теплоты сгорания, единица измерения находится в названии таблицы.

Например, для нефти q = 4,4 • 107 Дж/кг, для торфа q = 1,4• 107 Дж/кг.

Удельная теплота сгорания нефти показывает, что при полном сгорании 1 кг нефти выделится 4,4 • 107 Дж теплоты, при полном сгорании 1 кг торфа выделится 1,4• 107 Дж теплоты.

Дайте ответ на вопросы:

• На основании этих цифр, что можно сказать о том, какое топливо – нефть или торф – дает больший эффект при полном сгорании?

2. За счет чего увеличивается внутренняя энергия воды, когда вы кипятите ее на газовой плите?

Значения удельной теплоты сгорания в таблице приближенные, так как дрова могут быть влажные и сухие, бензин разных марок каменный уголь разных сортов.

По диаграмме определите, какое топливо выделяет наибольшее и наименьшее количество теплоты при сгорании?

Запишите название раздела 2.

2. Физические основы горения

Пламя не будет гореть, если лишить его притока молекул кислорода из окружающего воздуха.

Поэтому в процессе горения участвуют не только молекулы топлива, но и молекулы кислорода.

В ходе горения топлива происходит преобразования потенциальной энергии молекул топлива и кислорода в кинетическую энергию продуктов сгорания. Потенциальная энергия смеси топлива-кислорода уменьшается, а кинетическая энергия продуктов горения оказывается больше кинетической энергии исходных веществ. Это означает повышение температуры в процессе горения.

За счет чего при горении выделяется энергия?

Вспомним, строение молекулы воды. Она состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Если молекулу воды разделить на атомы, то при этом необходимо преодолеть силы притяжения между атомами, то есть совершить работу. Это значит, что следует затратить некоторую энергию

Как известно из химии, в ходе горения атомы исходных веществ перегруппировываются, соединяются в молекулы продуктов горения, в результате чего происходит выделение энергии.

Использование топлива основано как раз на явлении выделения энергии при соединении атомов в молекулы.

Так, например, атомы углерода, содержащиеся в топливе, при горении соединяются с двумя атомами кислорода. При этом образуется молекула оксида углерода – углекислого газа – и выделяется энергия.

В ходе горения водорода в кислороде образуется молекула воды. Поэтому его называют

водородом.

В ходе горения спирта образуется и углекислый газ и вода.

Следует заметить, если нефть, бензин, уголь - углеводородсодержащие вещества - горят с выделением тепла, то, например, кусок железа тоже можно сжечь при высокой начальной температуре и с большим количеством кислорода, что используется при сварке металлов.

Сделайте рисунки получения воды и углекислого газа при горении и запишите выводы в тетрадь

1. Во всех случаях горение – это окислительно-восстановительный процесс. Но в одних случаях он идет с выделением тепла, а в других - с поглощением энергии.

2. Энергия при горении вещества выделяется тогда, когда суммарная кинетическая энергия молекул после горения, выше, чем у молекул до начала процесса горения. В этом случае говорят, что такое вещество называют топливом.

3. К наиболее распространенным видам топлива можно отнести нефть, природный газ, каменный уголь, торф, древесину и другие вещества. Все эти вещества содержат атомы углерода

Запишите название раздела 3

3. Расчет количества теплоты, выделяющейся при полном сгорании топлива.

Зная удельную теплоту сгорания топлива, легко рассчитать количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива массы m.

Запишите в тетрадь

Чем больше масса сгоревшего топлива, тем больше выделяемое количество теплоты

Для определения количества теплоты, выделившегося при сгорании топлива, нужно удельную теплоту сгорания умножить на массу топлива.

Решение задач.

Задача 1.

Определите количество теплоты, выделившееся при сгорании 200 г бензина.

Задача 2.

При сгорании спирта выделилось 1,35 • 106 Дж тепла. Чему равна масса сгоревшего спирта?

Запишите название раздела 5.

5. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах

Явление превращения энергии существует как в механических, так и в тепловых процессах.

1. Когда тело летит вверх или падает вниз, происходит превращение одного вида механической энергии в другой. При этих превращениях полная механическая энергия движущегося тела, то есть сумма потенциальной и кинетической энергии, остается неизменной. Если принять, что потенциальная энергия у поверхности Земли равна нулю, то сумма кинетической и потенциальной энергии тела на любой высоте во время подъема или падения будет равна одной и той же величине.

2. При рассмотрении тепловых явлений наблюдается , если внутренняя энергия одного тела убывает, то второго возрастает. При этом сумма внутренних энергий тел сохраняется.

3. Механические явления связаны с тепловыми. Если мальчик на санках спускается с гладкой ледяной горы, то изменяется механическая энергия: потенциальная энергия уменьшается, кинетическая – увеличивается. На горизонтальном участке потенциальная энергия не изменяетсяч, а кинетическая убывает. Это происходит за счет того, что нагреваются полозья саней и дорога, то есть увеличивается внутренняя энергия тела.

Если посыпать горку песком, и после остановки санок потрогать полозья, то можно ощутить их нагревание

Эти наблюдения позволяют сделать предположние, что механическа энергия может перехолить во внутреннюю энергию, а внутренняя энергия может переходить в механическую.При этом суммарная энергия системы тел сохраняется. Энергия в явлениях природы не исчезает и не появляется, а переходит из одного вида в другой.

Изучение явлений превращения одного вида энергии в другой привело к открытию одного из основных законов природы – закона сохранения и превращения энергии.

Запишите в тетрадь закон сохранения, выучите его наизусть

Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом ее значение сохраняется.

Исследуя явления природы, ученые всегда руководствуются этим законом.

Примером закона сохранения является круговорот энергии в природе.

Солнечные лучи несут определенный запас энергии. Падая на поверхность земли, лучи нагревают ее. Энергия солнечных лучей при этом превращается во внутреннюю энергию почвы и тел, находящихся на поверхности земли. Воздушные массы, нагревшись от поверхности земли, приходят в движение - появляется ветер. Происходит превращение внутренней энергии, которой обладают воздушные массы, в механическую энергию.

Часть энергии солнечных лучей поглощается на поверхности земли листьями растений. При этом в растениях происходят сложные химические реакции. В результате образуются органические соединения, то есть происходит превращение энергии, переносимой солнечными лучами, в химическую энергию.

Работа с учебником.

1. В учебнике прчитайте вопрос 3 к §10 найдите ответ на этот вопрос в тексте параграфа.

То же самое проделайте для вопрос 4 и 5 к §11

Домашнее задание

§10,11. Упражнение 5, № 3, упражнение 6, № 2-4

По рисунку составьте условие задачи решите ее.

По рисунку составьте условие задачи решите ее.

Цель:

отработка понятий внутренняя энергия, теплопередача, количество теплоты.

Результат обучения:

сформировать понятие об энергии топлива, о физических основах горения веществ,

обеспечить понимание учащимися физической сути удельной теплоты сгорания топлива, закона сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах

Оборудование и приборы:

спиртовка, свеча, спички

План занятия:

• Изучение нового материала - 25 минут

2. Тестирование - 8 минут

3. Самостоятельная работа - 12 минут

Запишем название раздела 3.

Изменение агрегатного состояния вещества.

В природе непрерывно происходит переход воды и одного агрегатного состояния в другое: тают ледники, испаряется вода озер и морей, выпадает дождь, снег и град.

При нагревании увеличиваются внутренняя энергия тела. При уменьшении температуры тела внутренняя энергия уменьшается. Изменить внутреннюю энергию тела можно и совершая над ним работу. При увеличении внутренней энергии тела способны совершать работу сами.

На схеме можно видеть переходы веществ из одного агрегатного состояния в другое. Эти переходы сопровождаются поглощением или выделением теплоты (±Q), то есть изменением внутренней энергии.

Запишите в тетрадь

При нагревании или охлаждении тел могут происходить изменения агрегатных состояний: процессы перехода из газообразного состояния в жидкое, а затем в твердое и обратно. При этом изменяются расстояния между молекулами, средняя скорость их движения, силы взаимодействия.

В промышленности часто используют переход из одного агрегатного состояния в другое не только воды, но и других веществ.

Плавят металл, чтобы залить его в форму и сделать заготовки для деталей,

нагревают нефть, чтобы пары нефти собрать в другом месте и получить из них бензин,

сжижают азот, чтобы заморозить фрукты и овощи,

или водород, чтобы заправить им двигатели космических кораблей.

Пар, полученный из воды при ее нагревании, используют на электростанциях в паровых турбинах и для многих других технических целей.

Сжиженными газами пользуются в холодильных установках

ИНТЕРЕСНО, ЧТО ...

... из всех известных элементов в обычных условиях в жидком состоянии встречаются только два – ртуть и бром.

Жидкий воздух получили только в 1877 году под большим давлением, а гелий впервые был превращен в жидкость лишь в 1908 году.

Найдите в тексте учебника §12 ответы на вопросы и запишите их в тетрадь

1) Какие агрегатные состояния вещества вы знаете?

2) Различаются ли молекулы одного и того же вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии?

3) Чем объясняется то, что вода может быть в жидком, твердом и газообразном состоянии?

4) Сравните скорости движения молекул воды, пара и льда, находящихся при температуре 0 °С.

5) Сравните взаимодействие молекул воды, пара и льда, находящихся при температуре 0 °С.

6) Сравните расстояния между молекулами воды, пара и льда, которые находятся при температуре 0 °С.

7) Сравните кинетическую энергию молекул воды, пара и льда, находящихся при температуре 0 °С.

8) Сравните потенциальную энергию молекул воды, пара и льда, находящихся при температуре 0 °С.

9) Изменяется ли внутренняя энергия воды при переходе ее в пар? Если изменяется, то как?

10) Изменяется ли внутренняя энергия воды при переходе ее в лед? Если меняется, то как?

Домашнее задание: §12.

Запишите в тетрадь название темы урока и раздела 1

Изменение агрегатных состояний вещества

В обычных условиях определенное вещество находится в каком-то одном состоянии. Самая распространенная в природе жидкость – вода. Наблюдения за водой показали, что можно получить ее из снега, изо льда и из пара, находящегося в воздухе.

Возможна такая ситуация, когда вещество может одновременно находится в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Зимой вода на поверхности озер и рек замерзает, превращаясь в лед. Подо льдом вода остается жидкой. Здесь одновременно существуют два различных агрегатных состояния воды — твердое (лед) и жидкое (вода). Существует и третье состояние воды — газообразное: невидимый водяной пар находится в окружающем нас воздухе.

Запишите в тетрадь и зарисуйте схему

В природе существует три агрегатных состояния вещества:

твердое,

жидкое,

газообразное.

Каждое вещество может существовать в различных агрегатных состояниях.

Давайте ответим на вопросы:

Что же отличает одно агрегатное состояние вещества от другого?

Каковы особенности молекулярного строения газов, жидкостей и твердых тел?

Самым распространенным в природе веществом, агрегатные состояния которого мы наблюдаем при смене времен года, является вода. Отличаются агрегатные состояния воды друг от друга не формой и размерами молекул, а тем, как эти молекулы расположены и как движутся.

Особенности расположения молекул в различных агрегатных состояниях одного и того же вещества иллюстрирует рисунок, на котором мы видим расположение молекул воды в газообразном, жидком и твердом состоянии.

На примере модели кристаллической решетки воды видно, что в твердом состоянии положение молекул упорядочено. Они не могут свободно перемещаться по телу.

Молекулы жидкости не имеют такой структуры в расположении, силы взаимодействия у них меньше, чем у молекул твердых тел, и поэтому даже под действием небольших внешних сил они легко перемещаются. Жидкости обладают текучестью.

Молекулы газа еще слабее связаны друг с другом и поэтому перемещаются по всему объему с большими скоростями.

Вспомните явление, которое подтверждает быстрое распространение запаха духов в воздухе.

Конечно, это явление диффузии.

Запишите название раздела 2.

Особенности молекулярного строения газов, жидкостей и твердых тел.

Агрегатные состояния вещества определяются расположением, характером движения и взаимодействия молекул.

В газах при атмосферном давлении расстояния между молекулами много больше размера самих молекул. В связи с этим притяжение молекул газа мало. Средняя кинетическая энергия молекул газа вполне достаточна, чтобы совершить работу по преодолению сил молекулярного притяжения. Поэтому, если газу не мешают стенки сосуда, его молекулы разлетаются.

В жидкостях и твердых телах, плотность которых во много раз больше плотности газа, молекулы расположены ближе друг к другу. Средняя кинетическая энергия их уже недостаточна для того, чтобы совершить работу по преодолению сил молекулярного притяжения. Поэтому молекулы в жидкостях и, особенно, в твердых телах не могут далеко удаляться друг от друга.

Запишите в тетрадь

Молекулы одного и того же вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии одинаковы. Агрегатное состояние вещества определяется расположением и характером движения и взаимодействия молекул.

Наибольшей потенциальной энергией взаимодействия обладают твердые и жидкие тела. Наибольшей кинетической энергией движения обладают молекулы газов. Кинетическая энергия движения молекул и потенциальная энергия их взаимодействия составляют внутреннюю энергию вещества. При переходе вещества из одного состояния в другое изменяется его внутренняя энергия.

Сделаем выводы и запишем в тетрадь.

1. в разных агрегатных состояниях расположение атомов и молекул различно;

2. средняя кинетическая энергия молекул, следовательно, внутренняя энергия одинаковых масс твердого тела, жидкости и газа при одинаковых температурах различна.

Как вынуть лед из воды, не замочив руки?

Опустите небольшой кусочек льда в стакан с водой и попытайтесь вытащить лёд из воды с помощью нитки и щепотки поваренной соли. Как надо поступить?

Практическая деятельность

Положите нитку на лёд и присыпьте солью. Образуется охлаждающая смесь, и нитка примёрзнет к льдинке.

Что произойдет?

Подождав немного, поднимите нитку вверх, а вместе с ней поднимется и льдинка.

Цель: изучить физические особенности в строении и свойствах различных веществ.

Результат обучения:

формирование умения сравнивать, анализировать, обобщать

Оборудование и приборы

Стакан с водой, поваренная соль, нитки,

План занятия:

Изучение нового материала - 25 минут

Выполнение практического задания - 15 минут

Тестирование - 5 минут

В сосуд 1 долили воду при температуре 0 °С, в сосуд 2 опустили кусок льда такой же массы тоже при температуре 0 °С. Как изменились показания термометров после того, как лед растаял? В каком из сосудов изменение температуры будет больше?

Формула

для определения ___теплоты плавления парафина при температуре плавления

Задание.

Перед вами таблица и график изменения температуры при плавлении нафталина.

Заполнение таблицы

Продолжите таблицу, добавив в строке Т, МИН временные метки. Изучите график зависимости температуры нагрева и охлаждения нафталина и заполните таблицу

Анализ графика изменения температуры

Укажите температуру плавления нафталина, температуру отвердевания

Анализ состояния нафталина и тепловых процессов по графику

Укажите интервалы времени, в течение которых нафталин находится в твердом состоянии, в твердом и жидком состоянии одновременно, поглощает энергию, выделяет энергию

Цель: определить способ расчета количества теплоты при плавлении и отвердевании вещества.

Результат обучения: формирование умения наблюдать, сравнивать, анализировать, синтезировать, обобщать.

Оборудование и приборы

План занятия:

Повторение пройденного материала - 7 минут

Изучение нового материала - 23 минут

Тестирование - 5 минут

Самостоятельная работа - 10 минут

Запишите в тетрадь название темы урока и раздела 1

1. Повторение темы «Плавление и отвердевание веществ»

При плавлении вещество получает энергию от окружающей среды или нагревателя, которую тратит на разрыв связей между частицами кристалла. В кристаллах молекулы (или атомы) расположены в строгом порядке. Однако и в кристаллах они находятся в тепловом движении (колеблются). При нагревании тела средняя скорость движения молекул возрастает. Следовательно, возрастает и их средняя кинетическая энергия и температура. Вследствие этого размах колебаний молекул (или атомов) увеличивается. Когда тело нагреется до температуры плавления, то нарушится порядок в расположении частиц в кристаллах. Кристаллы теряют свою форму. Вещество плавится, переходя из твердого состояния в жидкое.

Во время процесса плавления лед получает энергию от сгорающего в нагревателе топлива. А из закона сохранения энергии следует, что она не может исчезнуть.

Ответим на вопрос: на что расходуется энергия топлива во время плавления?

Сделайте рисунки и запишите в тетрадь

Вся энергия, которую получает кристаллическое тело после того как оно уже нагрето до температуры плавления, расходуется на разрушение кристалла. В связи с этим температура тела перестает повышаться.

Рассмотрим график плавления вещества.

На первом этапе при прогреве всей толщи вещества температура повышается, хотя вещество остается твердым. Когда температура вещества в сосуде доходит до температуры плавления, начинается процесс перехода вещества в жидкое состояние.

Поскольку приток энергии от горелки ограничен твердое вещество не может растаять целиком мгновенно. Оно находится в равновесии с образующейся жидкостью. Температура смеси остается постоянной. Значит, остается постоянной и кинетическая энергия движения молекул как твердого, так и жидкого вещества.

Молекулы удаляются друг от друга на столько, что кристаллическая решетка разрушается. После того, как все твердое вещество превратилось в жидкость, начинается нагревание жидкого вещества.

Запишите в тетрадь.

При подводе тепловой энергии молекулы вещества удаляются друг от друга на столько, что кристаллическая решетка разрушается

Подводимая энергия на этапе начала плавления вещества увеличивает потенциальную энергию взаимодействия молекул.

Если прекратить приток энергии и дать возможность веществу в сосуде отдавать менее нагретым телам (положить сосуд в холодильник, облить сосуд холодной водой), жидкость начинает остывать. Как только температура жидкости снижается до температуры плавления вещества, в ней формируются кристаллики – зародыши твердого тела. Если процесс охлаждения продолжить, то вся жидкость превратится в кристаллики или в один большой кристалл. Происходит кристаллизация.

При отвердевании вещества все происходит в обратном порядке. Средняя кинетическая энергия и скорость молекул в охлажденном расплавленном веществе уменьшаются. Силы притяжения теперь могут удерживать медленно движущиеся молекулы друг около друга. Вследствие этого расположение частиц становится упорядоченным – образуется кристалл. Выделяющаяся при кристаллизации энергия расходуется на поддержание постоянной температуры.

Запишите в тетрадь.

1. При отвердевании вещества средняя кинетическая энергия и скорость молекул в охлажденном расплавленном веществе уменьшаются.

2. Вследствие этого расположение частиц становится упорядоченным – образуется кристалл. Выделяющаяся при кристаллизации энергия расходуется на поддержание постоянной температуры.

3. При кристаллизации происходит выделение энергии и передача ее окружающим телам.

4. При температуре плавления внутренняя энергия вещества в жидком состоянии больше внутренней энергии такой же массы вещества в твердом состоянии.

Температуру плавления веществ учитывают при создании технических устройств. Например, в электрических приборах для предохранения от случайных перепадов силы тока используются плавкие предохранители, в которых нить из олова или свинца плавится при резком возрастании тока, а в лампах накаливания наоборот используется тугоплавкий металл – вольфрам.

Жидкий металл – ртуть используется в наиболее точных термометрах для измерения температуры.

Прочитайте вопросы и дайте ответы на них.

1. Почему плавление вещества происходит при постоянной температуре?

2. В какой момент времени - в начале или в конце кристаллизации - внутренняя энергия вещества ниже. Почему?

3. Будет ли таять лед, плавающий в воде при температуре окружающей среды 0°С.

4. Нити накаливания ламп изготавливают из вольфрама, а не из меди. Почему?

5. Почему припой делают на основе олова?

Зависит ли процесс плавления по времени от температуры плавления, если тело уже нагрето до этой температуры?

Запишите название раздела 2.

2. Удельная теплота плавления.

Для характеристики затрат энергии в процессе плавления вводят физическую величину, которая показывает какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние. Опыты показывают, что для превращения различных кристаллических веществ одной и той же массы в жидкость при температуре плавления требуется разное количество теплоты.

Запишите в тетрадь и выучите наизусть определение.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние, называется удельной теплотой плавления.

Удельную теплоту плавления обозначают λ. (греч. буква «лямбда»).

Единица измерения удельной теплоты плавления – 1 .

Удельную теплоту плавления определяют на опыте.

Удельную теплоту плавления является характерной величиной каждого кристаллического вещества, которое заносится в таблицу.

Удельная теплота плавления льда равна 3,4•105 . Это означает, что для превращения куска льда массой 1 кг, взятого при 0 °С, в воду такой же температуры, требуется затратить 3,4•105 Дж энергии. А чтобы расплавить брусок из свинца массой 1 кг, взятого при его температуре плавления, потребуется затратить 0,25•105 Дж энергии.

Рассмотрите в учебнике таблицу 4, можно найти удельную теплоту плавления некоторых веществ. Сравните удельную теплоту плавления алюминия и олова. Какое из этих веществ одинаковой массы нагреется быстрее? Ответ запишите в тетрадь.

При отвердевании вещества температура отвердевания равна температуре плавления. Удельная теплота отвердевания вещества равна удельной теплоте плавления, и может быть определена из таблицы 4 или из справочника по физике.

При отвердевании воды массой 1 кг при температуре 0 °С выделяется количество теплоты, равное 3,4•105 Дж. Точно такое же количество теплоты требуется и для плавления льда массой 1 кг при температуре 0 °С.

Запишите название раздела 3.

3. Расчет количества теплоты, затраченного на плавление.

Чтобы рассчитать количество теплоты Q, переданное веществу массой m при его полном плавления, взятого при его температуре плавления и нормальном атмосферном давлении, нужно воспользоваться таблицей и перемножить удельную теплоту плавления λ и массу вещества. Если вещество расплавилось частично, то следует использовать массу m расплавившейся части вещества.

Опыт показывает, что при кристаллизации m кг вещества выделяется такое же количество теплоты, что было бы потрачено на плавление М кг этого вещества.

Запишите в тетрадь

Формула расчета количества теплоты, затраченного на плавление вещества и выделяющееся при отвердевании вещества, при температуре плавления

Q – количество теплоты в Дж.

λ – удельная теплота плавления в Дж/кг.

m – масса расплавленного или отвердевшего вещества в кг.

Формула расчета удельной теплоты плавления при температуре плавления

Формула для определения массы расплавленного или отвердевшего вещества при температуре плавления

Формула расчета количества теплоты вытекает из следующих соображений: если значение λ численно равно тому количеству теплоты, которое необходимо для плавления 1 кг твердого тела, например, льда, то для плавления, например, 3 кг льда потребуется тепла в три раза больше, чем для 1 кг.

Запишите название раздела 4.

4. Решение задач

Запишите условия задач и их решение.

Задача 1

Какое количество теплоты выделится в окружающую среду при кристаллизации 200 г свинца?

Задача 2

Какое количество теплоты необходимо для плавления 0,5 кг льда? Начальная температура льда -10°С.

Эта задача несколько сложнее. Ясно, что лед сразу плавиться не будет: сначала его необходимо нагреть до температуры плавления. Т.е. количество теплоты в этом процессу будет складываться из двух составляющих: Q1 и Q2. В учебнике по таблице 2 необходимо определить удельную теплоемкость льда и по таблице 4 - удельную теплоты плавления льда

Задача 3

На две горелки одинаковой мощности поставили два сосуда, в которых находится по 1 кг льда и свинца. Начальные температуры веществ равны, соответственно 0°С и 327°С. Какое из веществ быстрее превратится в жидкость?

Домашнее задание: прочитайте §15. Ответить на вопросы к этому параграфу, не заглядывая в текст. Затем проверьте по учебнику, правильно ли вы ответили. Решение задач: упражнение 8 (4,5).

На рисунке изображены графики зависимости температуры от времени двух тел одинаковой массы. У какого из тел (первого или второго) выше температура плавления? У какого тела больше удельная теплота плавления? Одинаковы ли удельные теплоемкости тел?

Дайте письменный ответ на вопросы.

1. Как изменяется внутренняя энергия тела при его нагревании? Как изменяется при этом скорость движения атомов и молекул тела?

2. Приведите примеры искусственных материалов, обладающих малой теплопроводностью. Напишите, что вы знаете об их применении.

3. Возможна ли в вакууме передача энергии теплопроводностью? Почему?

4. У берегов морей и больших озер днем дует ветер с моря (озера) на сушу (дневной бриз), а ночью — с суши на море (озеро) (ночной бриз). Объясните причины возникновения дневного бриза. Какой вид бриз изображен на рисунке?

5. Каким способом передается энергия в безвоздушном пространстве?

Запишите тему урока:

Контрольная работа состоит из трех частей:

1. Теоретическая часть, ответы на вопросы. Ответы необходимо дать письменно в тетради.

2. Выполнение тестовых заданий

3. Решение задач

Отвечая на вопрос, переписывать его не надо.

Перепишите условия двух задач в тетрадь. Далее Вам будут заданы вопросы по этим задачам.

Задача 1.

Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы нагреть до температуры плавления и затем расплавить 2 кг олова, взятого при температуре 32 °С? (Недостающие данные найдите в таблицах.)

Задача 2.

Какой процесс изображен графически, и для какого вещества? Ответьте на вопросы:

1) Какому процессу соответствует участок 1?

2) Какому процессу соответствует участок 2?

3) Какую температуру имело вещество в начальный момент наблюдения?

4) Какова температура плавления вещества?

5) Какому веществу соответствует график?

6) Какое количество теплоты израсходовано на плавление 2 кг вещества?

7) Сколько времени продолжался переход вещества из одного агрегатного состояния в другое?

Вопрос к задаче № 1.

Количество теплоты на процессы нагревания и плавления олова равно ___ кДж

Вопрос к задаче № 1.

Количество теплоты, которое необходимо для нагревания олова равно ___ кДж

Вопрос к задаче № 1.

Количество теплоты, необходимое для плавления олова, равно ___ кДж

Вопрос к задаче № 1.

Температура плавления олова равна ___ 0С

Вопрос к задаче № 1.

Удельная теплоемкость олова___ Дж/кг• 0С

Вопрос к задаче № 1.

Удельная теплота плавления ___•105 Дж/кг

Вопрос к задаче № 2.

В начальный момент наблюдения вещество имело температуру___- 0С

Вопрос к задаче № 2.

График зависимости температуры от времени соответствует веществу, которым является ___

Вопрос к задаче № 2.

На плавление 2 кг вещества израсходовано количество теплоты, равное ___•105 Дж/кг

Вопрос к задаче № 2.

На участке 1 происходит ___ вещества

Вопрос к задаче № 2.

На участке 2 происходит ___ вещества

Вопрос к задаче № 2.

Процесс перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое продолжалось ___минут

Вопрос к задаче № 2.

Температура плавления вещества равна ___0С

Перепишите условия двух задач в тетрадь. Далее Вам будут заданы вопросы по этим задачам.

Задача №1.

Назовите процессы, которые надо провести, чтобы расплавить лед массой 3 кг, взятый при температуре -10 °С. Какое количество теплоты при этом потребуется?

Задача №2

По графику зависимости температуры олова от количества теплоты, полученной от нагревателя, ответьте на вопросы:

1) Какому процессу соответствует участок 1?

2) Какому процессу соответствует участок 2?

3) Какова начальная температура олова?

4) Какова температура плавления олова?

6) Какое количество теплоты пошло на нагревание олова до температуры плавления?

7) Какова масса олова?

Вопрос к задаче № 1.

Для того чтобы расплавить лед, его необходимо ___ от –100С до 00С

Вопрос к задаче № 1.

Количество теплоты на процессы нагревания и плавления льда равно ___ кДж

Вопрос к задаче № 1.

Количество теплоты, которое необходимо для нагревания льда равно ___ кДж

Вопрос к задаче № 1.

Количество теплоты, необходимое для плавления льда, равно ___ кДж

Вопрос к задаче № 1.

При температуре 00С при подводе тепла лед будет___

Вопрос к задаче № 1.

Температура плавления льда___0С

Вопрос к задаче № 2.

Масса олова равна ___ г

Вопрос к задаче № 2.

На участке 1 происходит ___ олова

Вопрос к задаче № 2.

На участке 2 происходит ___ олова

Вопрос к задаче № 2.

Начальная температура олова___0С

Вопрос к задаче № 2.

Температура плавления олова___0С

Цель: оценить знания, умения и навыки по изученным темам.

Результат обучения: понимание физических процессов, знание формул расчета параметров тепловых процессов, умение применять формулы и производить расчеты

Оборудование и приборы

План занятия:

1. Теоретическая часть, письменные ответы на вопросы. 20 минут

2. Выполнение тестовых заданий 5 минут

3. Решение задач 20 минут