8 КЛАСС. [pic]
1. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
Задача 1. На рисунке показаны изменения температуры у двух веществ одинаковой массы при постоянном подводе к ним энергии за счет теплопередачи. Теплоемкость какого вещества больше? [pic]
Решение.
Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления. [pic]
1. Представим ситуацию, описываемую в задаче в виде рисунка: два вещества одинаковой массы при постоянном подводе к ним энергии за счет теплопередачи, получают одинаковое количество теплоты: и . 2. Выделим разным цветом графики изменения температуры у двух веществ одинаковой массы: график 1 - красным цветом, график 2 – синим цветом.
[pic]
Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
количество теплоты () – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче;
удельная теплоемкость () – количество теплоты, необходимое для изменения температуры тела массой 1кг на 1;
график зависимости температуры от количества подводимой теплоты - это наглядное изображение величин, отражающее зависимость между ними.
Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
1. Отметим на графике изменение температуры каждого тела, добавив к шкале температуры термометр: и . Очевидно .
[pic] [pic]
[pic]
2. По условию задачи тела получают одинаковое количество теплоты : и
Зависимость между удельной теплоемкостью вещества и изменением температуры обратно пропорциональная, т.е. если , то .
Ответ:
Решение.
Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления.
Представим ситуацию, описываемую в задаче в виде рисунка: при опускании груза в воду температура груза уменьшается, а температура воды увеличивается.
[pic] [pic]
Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
количество теплоты () – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче;
удельная теплоемкость () – количество теплоты, необходимое для изменения температуры тела массой 1кг на 1;
закон сохранения энергии в тепловых процессах – при переходе энергии от одного тела к другому или превращении одного вида энергии в другой энергия сохраняется;
уравнение теплового баланса – количество теплоты, отданное при теплообмене более горячим телом, будет равно по модулю количеству теплоты, полученному менее горячим телом: .
Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
Между грузом и водой происходит теплообмен.
Энергия переходит от горячего тела к холодной воде: количество теплоты, отданное при теплообмене более горячим телом (грузом), будет равно по модулю количеству теплоты, полученному менее горячим телом (водой).
[pic]
Шаг 4.Математическая модель решения.
Дано:
[pic] [pic]
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
При теплообмене количество теплоты, отданное при охлаждении более горячим телом, равно количеству теплоты, полученному холодной водой
Количество теплоты, выделившиеся при охлаждении горячего цилиндра от температуры до .
3) Количество теплоты, полученное холодной водой при нагревании
от температуры до
4) Подставим формулы (2) и (3) в формулу (1)
Ответ:
Задача 3. В столбчатой диаграмме представлена информация о количестве теплоты (в килоджоулях, кДж), необходимом для плавления 100г различных металлов, взятых при температурах их плавления. Определите удельную теплоту плавления меди. [pic]
[pic]
1) 2)
3)
4)
[pic]
Решение.
Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления. На столбчатой диаграмме выделим количество теплоты, необходимое для плавления меди.
Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое;
количество теплоты () – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче;
удельная теплота плавления () – количество теплоты, необходимое для плавления тела массой 1кг при температуре плавления:
температура плавления – температура, при которой тело плавится;
диаграмма - графическое представление данных, позволяющее быстро оценить соотношение нескольких величин; представляет собой геометрическое символьное изображение информации.
Шаг 4.Математическая модель решения.
Дано:
[pic]
[pic] [pic]
Количество теплоты, необходимое для плавления
Ответ:
Задача 4. Кусочек свинца массой расплавился наполовину при сообщении ему количества теплоты . Какова была начальная температура свинца ? Удельная теплота плавления свинца , его удельная теплоемкость и температура плавления . [pic]
Решение.
Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления. По условию задачи кусочек свинца расплавился наполовину при сообщении ему количества теплоты . Возможно, сначала тело необходимо было нагреть до температуры плавления.
[pic]
Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое;
количество теплоты () – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче;
удельная теплоемкость () – количество теплоты, необходимое для изменения температуры тела массой 1кг на 1;
удельная теплота плавления () – количество теплоты, необходимое для плавления тела массой 1кг при температуре плавления:
температура плавления – температура, при которой тело плавится
Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи. Представим процессы, происходящие с кусочком свинца при сообщении ему количества теплоты [pic] [pic]
1. Чтобы расплавить кусочек свинца, его необходимо сначала нагреть от температуры до температуры плавления , сообщив ему количество теплоты
2. Чтобы расплавить кусочек свинца наполовину, необходимо ему сообщить количество теплоты .
[pic] [pic]
3. Все количество теплоты
[pic]
[pic] [pic]
Шаг 4.Математическая модель решения.
Дано: [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
Количество подводимой теплоты расходуется на нагревание и плавление кусочка свинца
Количество теплоты, необходимое для нагревания кусочка свинца от температуры до
Количество теплоты, необходимое для плавления кусочка свинца
(учтем, что кусочек свинца расплавился наполовину)
4) Подставим формулы (2) и (3) в формулу (1)
Ответ:
6
