Физический вечер «Физика за чашкой чая»

ТОГБОУ

« Жердевская школа-интернат »

Учитель:Иноземцева Екатерина Ильинична

Предмет: физика, 8 класс

Разработка внеклассного мероприятия по физике

«Физика за чашкой чая»

 

Цели:

-образовательные:формирование умений учащихся применять полученные знания для решения качественных задач;показать роль тепловых явлений в жизни человека;;научить выдвигать гипотезу, проверять ее опытным путем, делать выводы;

-развивающие:развитие умения применять полученные знания в нестандартной ситуации для объяснения наблюдаемых явлений; умения видеть физику в окружающих явлениях; развитие познавательного интереса к предмету; развитие мыслительных процессов, творческого воображения, наблюдательности, памяти, внимания, навыков самостоятельной подготовки ;

-воспитательные:воспитание коммуникативных способностей; стремления к учению, умения напряженно и качественно трудиться; пропаганда здорового образа жизни и бережного отношения к своему здоровью.

Оборудование:
электрический чайник, стаканы, блюдца, чайные ложечки,чайник, сахарница, термометр,секундомер, одеколон.

Ход мероприятия

Ведущий:

Здравствуйте! Начинаем наш вечер. Мы назвали его «Физика за чашкой чая», а можно было бы назвать «Давайте все объясним», все, что увидите, садясь традиционно выпить стакан чая. Итак, к столу. Мы начинаем.

( К демонстрационному столу, накрытому скатертью, выходят восемь учеников. Ассистенты выносят подносы со стаканами, блюдцами, чайными ложечками, чайником, сахарницей и все красиво расставляют на столе. Еще один ассистент включает в сеть электрический чайник без крышки).

Ведущий:

У нас все готово. Можно приступить к чаепитию.

1 ученик:

Но нет еще чая. Надо чайник закрыть крышкой, тогда вода закипит быстрее.

Ведущий:

Вы в этом уверены?

1 ученик:

Вполне.

Ведущий:

Вот мой первый вопрос:Как , с точки зрения физики, объяснить, для чего мы накрываем чайник крышкой, когда в нем кипятим воду?

( За столом оживление. Обнаруживается несколько желающих ответить на вопрос)

2 ученик:

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

3 ученик:

(поднимая крышку и заглядывая в чайник). Я вижу на дне и стенках сосуда пузырьки. Откуда они взялись?

4 ученик:

А я слышу шум, исходящий от чайника. Почему он появился?

Ведущий:

Вот еще два интересных вопроса. Кто ответит на них?

5 ученик:

Пузырьки образуются из воздуха, растворенного в воде, а также « прилипшего» к внутренней поверхности чайника. При нагревании воздух расширяется и пузырьки увеличиваются.

6 ученик:

А я знаю, почему шумит чайник. В пузырьках кроме воздуха находятся пары воды. Пузырьки растут и всплывают. Попав в верхние более холодные слои воды, они охлаждаются и часть пара в них конденсируется в жидкость, размеры пузырьков сокращаются. Это попеременное увеличение и уменьшение пузырьков и создает шум. Когда вода вся прогреется, поднимающиеся пузырьки уже не будут от охлаждения уменьшаться в размерах. А начнут на поверхности воды лопаться. Шум прекратится и начнется «бульканье». Кстати, это «бульканье» еще не появилось?

4 ученик:

Нет.

7 ученик:

Чайник скоро закипит Я слышала, что во время кипения нагреватель будет работать, а температура воды повышаться не будет. Как-то трудно в это поверить.

Ведущий:

Сейчас это докажем.

(Выходит ассистент и проводит опыт: опускает в кипящую воду термометр и просит ученика каждые 30с называть его показания).

5 ученик:

Вода в чайнике уже булькает. Она закипела. Можно его отключить от сети?

3 ученик:

Но тогда чай остынет.

Ведущий:

Во-первых, это еще не чай, а кипяток. Во-вторых, кто знает, почему он будет остывать?

4 ученик:

Часть тепла воды путем теплопередачи будет передаваться чайнику, а от него путем теплообмена-окружающему пространству. Если еще снять крышку, то вода будет остывать и из-за интенсивного испарения. Напомню, что испарение состоит в том, что с поверхности жидкости отрываются молекулы, обладающие определенным запасом энергии. При отрыве молекул затрачивается также энергия на разрыв молекулярных связей. Вся эта энергия изымается из жидкости и потому, если к жидкости не подводить тепло, она будет остывать.

Ведущий:

Справедливость последнего утверждения можно доказать простым опытом.

(Ассистент берет одеколон и наливает ученику на руку немного жидкости. Просит его помахать рукой).

4 ученик:

Чувствую сильное охлаждение кожи руки.

Голос из зала:

У меня такой вопрос: у нас на кухне стоит кувшин с водой, из которого мы всегда наливаем чайник. Если и при комнатной температуре бывает испарение воды, то почему оно происходит?

4 ученик:

Испаряются (вылетают из жидкости) те молекулы, которые имеют большую энергию. Но таких молекул немного. Испарение происходит, но неинтенсивно.

Голос из зала:

У меня сомнение: вот чайник закипел, из его носика выходит пар, я его вижу. Но пар — это же газ, а газы невидимы. Что же я вижу?

6 ученик:

Туман. Это капельки воды, конденсированные на пылинках воздуха или заряженных частицах.

5 ученик:

Вода в нашем чайнике закипела. Все это видят: из носика идет пар. Температура воды в чайнике 100°С. Давайте заваривать чай и пить его.

2 ученик:

Интересно: если бы мы налили в чайник то же количество воды, но не сырой, а кипяченой, закипела бы она скорее, если условия нагревания были бы одинаковы?

Голос из зала:

Скорее закипит кипяченая. Она ведь однажды уже кипела, ей легче вторично закипеть.

Ведущий:

Ваш ответ основывается на «памяти» кипевшей воды, этот термин сейчас широко употребляется. Есть другие мнения?

1 ученик:

Думаю, что скорее закипела бы сырая вода, но почему?

6 ученик:

Сырая вода закипит скорее, это связано с тем, что она содержит растворенный воздух, который при кипячении из нее удаляется. К кипяченой воде пузырьков воздуха мало и они мелкие. Поэтому кипяченая вода закипит позже сырой.

Ведущий:

Думаю, что мы выяснили ряд интересных вопросов, связанных с кипением и парообразованием. Между тем вода в чайнике давно кипит. Перейдем к чаепитию.

8 ученик:

Но для этого прежде всего надо заварить чай. Хорошо известно, что вкус чая зависит от того, правильно ли он заварен?

1 ученик:

А что значит правильно заварить чай?

8 ученик:

Это значит заварить так, чтобы вкусовые вещества, входящие в состав чайного листа, в возможно большем количестве перешли в воду. Известно, что вкус чая зависит от температуры, при которой он заварен. Чем выше температура в момент заварки, тем чай вкуснее.

6 ученик:

У меня в связи с этим возникает такой вопрос: в каком чайнике — металлическом или фарфоровом — лучше это делать?

Голос из зала:

Разрешите, я отвечу. Я считаю, что лучше заваривать чай в металлическом чайнике. Когда мы будем наливать туда кипяток, чайник быстро нагреется, т.к. удельная теплоемкость металла большая, поэтому чай будет завариваться при более высокой температуре.

1 ученик:

Но ты не учел, что металлический чайник, обладая большой теплопроводностью, будет быстро отдавать тепло окружающей среде и вода в нем станет быстро остывать. Фарфоровый чайник медленнее нагревается, но зато и остывает медленнее, поэтому он хорошо сохраняет тепло. По-моему, его лучше брать.

3 ученик:

Для того, чтобы внутренние стенки заварочного чайника имели более высокую температуру в момент заварки, рекомендуется перед засыпкой чая ополоснуть чайник кипятком. Тогда меньше тепла от воды уйдет на его прогрев.

Ведущий:

Давайте теперь заварим чай.

(Ассистент заваривает чай в фарфоровом чайнике).

Ведущий:

У нас есть кипяток, заваренный чай, стаканы. Теперь надо выполнить еще одну существенную операцию: налить каждому чай в стакан.

5 ученик:

Ребята! Слышите: нас предупреждают о стаканах. Я чувствую, это связано с новыми вопросами по физике.

8 ученик:

Я действую так: опускаю ложечку в свой пустой стакан и он готов к разливу чая.

2 ученик:

Я все поняла и следую твоему примеру (опускает в стакан свою ложку). Ложечка металлическая, она обладает большой теплопроводностью и будет забирать часть тепла, когда мы нальем кипяток. Стекло от этого будет нагреваться медленнее и стакан не лопнет.

3 ученик:

Эта мера предосторожности достаточна для того, чтобы стакан не лопнул?

4 ученик:

Да, но все же желательно наливать чай медленно. Наружная поверхность стенки стакана успеет при этом прогреться и деформации не произойдет.

(Два ассистента приступают к разливу чая).

Ассистент:

Что раньше наливать — заварку или кипяток?

1 ученик:

Мне кажется безразлично, если их температуры одинаковы.

6 ученик:

Это верно, но на практике всегда температура заварки меньше, и поэтому безопаснее раньше налить заварку, а уж потом кипяток.

(Ассистенты подают сахар-песок. Ребята кладут ложечками сахар в чай, помешивая).

Ведущий:

Я вижу, что все довольно активно занялись одной и той же операцией. Это необходимо или делается машинально?

5 ученик:

Мы положили сахар в чай, чтобы тот имел сладкий вкус. Сахар растворяется в жидкости. Молекулы сахара при этом вследствие своего хаотического движения и диффузии распределяются по всему объему чая. При помешивании происходит перемешивание слоев жидкости, что убыстряет процесс.

8 ученик:

А я вот что скажу. Мне наполнили стакан чаем до краев так, чтоб нельзя было долить ни одной капли. Между тем я осторожно сыпала сахар, и чай не переливался через край. Почему? В чем дело? Как поместился сахар в полный стакан?

Ведущий:

Какой интересный вопрос!

3 ученик:

Я хочу ответить. Когда всыпали сахар, то он растворился и его молекулы разместились между молекулами воды, при этом образовался раствор. Молекулы сахара, заняв промежутки между молекулами воды, как бы уплотнили вещество.

Ведущий:

Все! Пьем чай! Осторожно, он горячий.

1 ученик:

Я дую на него.

2 ученик:

Я наливаю чай в блюдце.

7 ученик:

Зачем они это делают?

3 ученик:

Мы дуем на чай, чтобы повысить скорость испарения, удаляя от поверхности жидкости молекулы пара. Когда чай наливаем в блюдце, увеличиваем площадь испарения, процесс испарения идет быстрее.

8 ученик:

Опять физика! А чай вкусный, и мы его с удовольствием пьем.

3 ученик:

Нам было интересно на сегодняшнем вечере занимательной физики.

Ведущий:

На этом мы наш вечер завершаем. Будем рады, что вам понравилось и приглашаем всех гостей к нашему чаепитию. Китайская мудрость гласит: «Человек, который выпивает не меньше семи чашек чая в день, продлевает свою жизнь на десять лет».