Конспект урока-лабораторной работы по физике «Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры»
Конспект
урока-лабораторной работы по физике
«Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры»
Цели урока:
1) определить количество теплоты, отданное горячей водой при теплообмене;
2) определить количество теплоты, полученное холодной водой при теплообмене;
3) объяснить полученный результат.
Задачи урока:
Образовательные: обобщить и повторить знания учащихся о таких понятиях как температура, внутренняя энергия, количество теплоты; о способах изменения внутренней энергии; о видах теплообмена; о законе сохранения энергии. Повысить результативность учебного процесса.
Развивающие: сформировать умения наблюдать, анализировать, сравнивать результаты лабораторной работы, делать выводы, формулировать закон сохранения энергии, определение количества теплоты; проводить измерения физическими приборами и анализировать результаты.
Воспитательные: показать применение знаний в быту и технике; воспитать трудолюбие, терпение, упорство, которые пригодятся для выполнения всякой серьезной работы, повысить трудовую и творческую активность учащихся.
Оборудование: калориметр, измерительный цилиндр, термометр, стакан.
ХОД УРОКА
ЭТАП №1: Вступление.
Все мы по утрам наслаждаемся горячим чаем, слегка остужая его. В наше время не каждый может позволить себе такую «роскошь», так как все мы спешим, особенно по утрам, и, чтобы остудить горячий чай, выбираем другой способ – добавляем в чашку холодной воды или наливаем в нее холодное молоко, сливки.
Как вы думаете, почему чай быстрее остынет, если в чашку добавить холодное молоко?
Что можно сказать о температуре, которая установится после смешивания?
(Выслушать ответы учащихся.)
В разных жизненных ситуациях возникает необходимость изменения температуры жидкости путем смешивания ее с жидкостью другой температуры, например, при купании детей в ванне горячую воду разбавляют холодной (горячая вода отдает тепло, а холодная – принимает).
Цель сегодняшнего урока – научиться рассчитывать количество теплоты, отдаваемое и получаемое в процессе смешивания воды различной температуры.
Если чай смешивают с молоком, то какое вещество отдает тепло, а какое принимает?
Можно ли рассчитать количество теплоты Q1, отданное чаем? А количество теплоты Q2, полученное молоком?
Какой формулой можно воспользоваться в обоих случаях? (Q=сm(t2-t1))
Каково соотношение между Q1 и Q2?
Итак, путем рассуждения мы пришли к выводу, что при минимальных потерях теплоты при теплопередаче Q1Q2, но М. В. Ломоносов говорил: «Опыт ценнее тысячи мнений, рожденных воображением». Давайте обратимся к опыту. Заменим чай с молоком на горячую и холодную воду и проверим наше предположение.
ЭТАП №2: Техника безопасности. Определение цены деления измерительного прибора.
Но прежде необходимо повторить правила безопасности. Предлагаю ознакомиться с соответствующей инструкцией.
Инструкция по технике безопасности при выполнении лабораторной работы
Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя.
Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя.
При работе с приборами из стекла соблюдайте особую осторожность.
Проверьте целостность стеклянной посуды, не ставьте ее на край стола.
Если все же разбили стекло, осколки стекла нельзя стряхивать со стола руками, сметайте их щеткой. Обратитесь за помощью к учителю или лаборанту.
Соблюдайте осторожность при работе с горячей водой.
Теперь давайте вспомним правило определения цены деления измерительного прибора (проиллюстрировать его на примере демонстрационного термометра).
Можно ли вынимать из воды термометр, если вы измеряете ее температуру?
Как следует располагать термометр при снятии показаний?
Кроме известных вам приборов на столах у вас калориметр. Этот прибор предназначен для проведения опытов, в которых необходимо уменьшить теплообмен с окружающей средой. Он состоит из двух стаканов: внутреннего и внешнего, разделенных слоем воздуха. Благодаря этому потери теплоты в процессе эксперимента уменьшаются.
ЭТАП №3: Выполнение лабораторной работы.
Учащиеся получают раздаточный материал «ЛР-этапы выполнения работы».
ЭТАП №4: Выводы из лабораторной работы.
Сравните вычисленные значения Q1 и Q2. Почему не у всех из вас эти величины равны?
Можно ли полностью исключить теплообмен с окружающей средой?
Какой результат вы получили бы в идеальных условиях?
Достигнута ли вами поставленная цель (проверено ли предположение опытом)?
ЗСЭ: М.В.Ломоносов «Энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает, она лишь передается от одного тела к другому в равных количествах»
ЭТАП №5: Закрепление.
Игра «Верю – не верю».
Ученик получает поощрительные баллы в случае своего согласия с правильным утверждением из числа приведенных ниже или несогласия с неправильным.
Тепло всегда передается от горячего тела холодному.
Количество теплоты измеряется в джоулях.
Чтобы рассчитать массу т тела, необходимо его объем разделить на плотность ρ.
Если в холодный чай налить горячее молоко, то чай станет еще холоднее.
Задачи
На нагревание 1 кг свинца на 100°С расходуется 13000 Дж теплоты. Определите удельную теплоемкость свинца.
Сколько теплоты надо затратить, чтобы нагреть чугунную сковороду массой 300 г от 20°С до 270°С? (с чугуна = 540 Дж/кг•°С).
Какое количество теплоты отдает стакан горячего чая (90°С), остывая до комнатной температуры (20°С)? Масса чая 200 г (своды = 4200 Дж/кг•°С).
Латунная деталь массой 200 г имеет температуру 365°С. Какое количество теплоты она может передать окружающим телам, охлаждаясь до 15°С? (с латуни = 400 Дж/кг•°С).
Презентация – Кроссворд по тепловым явлениям.
По горизонтали:
2. Бытовой прибор, позволяющий хранить продукты при постоянной температуре, за счет уменьшения теплообмена с окружающей средой.
3. Ловушка для солнечной энергии, чаще всего применяют на огородах, (для создания необходимых условиях при выращивании растений).
4. Переход или перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым участкам. Вид теплообмена.
5. Интенсивное образование пара при постоянной температуре.
6. Физическая величина, характеризующая тепловое состояние тел.
7. Парообразование, происходящие со свободной поверхности жидкости.
9. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое.
11. Переход вещества из твердого состояния в жидкое.
13. Имя шведского ученого, который предложил использовать 100 градусную шкалу температур.
14. Естественный приток воздуха при горении.
15. Конденсат водяного пара на почве, траве (чаще утром).
19. Атмосферные осадки в виде частичек льда неправильной формы.
22. Агрегатное состояние воды.
По вертикали:
1. Процесс перехода из жидкого состояния в твердое.
4. Бензин, керосин, уголь, жидкий водород – как назвать общим словом?
8. Деталь двигателя внутреннего сгорания, регулирующая поток подачи горючей смеси и выпуска выхлопных газов.
10. Внутренняя…– это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.
12. Газообразное состояние жидкости.
16. Тонкий слой ледяных кристаллов, образующихся на почве (траве) ночью при охлаждении земной поверхности ниже 0°с.
17. Процесс увеличения температуры тела.
18. Прибор, представляющий собой плоскую круглую коробку, одна сторона которой отполирована как зеркало, а другая покрыта чёрной матовой краской. С помощью этого прибора мы в свое время познакомились с тепловым излучением.
20. Небесное тело, главный «виновник» конвекционных явлений на Земле.
21. Французский физик, в 1631 году изобрел первый жидкостный термометр.
5. Теплообмен в жидких и газообразных средах, осуществляемый неодинаково нагретыми струями (или потоками) вещества.
3. Явление превращения жидкости в пар.
19. 2-й такт одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.
ЭТАП №6: Домашнее задание.
Задачи.
Какое количество теплоты выделилось при охлаждении масла, объем которой 20 л, если температура изменилась от 60 до 20 °С?
Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания 10 кг воды на 50 °С.
Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом котелке массой 200 г нагреть 2 л воды от 20 °С до кипения?
