Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Шаталовская средняя школа
Конспект урока по физике в 8 классе
Решение задач по теме
«Тепловые явления: нагревание, охлаждение и сгорание топлива»
Актуализирован учителем физики Мамичевой И.С.,
проведен учеником 10 класса Ивановым В.П.
в общешкольном мероприятии «День дублера» 05 октября 2016 года
Тип урока: урок – практикум
Формы работы:
Индивидуальный тест-опрос,
фронтальный опрос,
индивидуальная работа.
Цель урока: научить учащихся решать задачи
на расчет количества теплоты при нагревании, охлаждении и сгорании топлива,
на преобразование формул количества теплоты,
на применение уравнения теплового баланса.
Задачи урока:
1.Формирование умения самостоятельно решать задачи.
2. Развитие навыков самоконтроля и самоанализа.
3. Воспитание коммуникативной культуры, ответственности к порученному делу.
Дидактический материал:
Карточки с задачами для выполнения теста,
таблицы «Удельные теплоемкости некоторых веществ»,
«Удельная теплота сгорания топлива»,
«Плотности некоторых веществ»,
карточка для решения задач у доски,
алгоритм+ карточка для решения задач в тетради самостоятельно по подсказкам.
Ход урока:
Выполнение тестового задания
Взаимопроверка
Фронтальная работа по таблицам (Определить физический смысл величин)
РЗ у доски
РЗ в тетради самостоятельно по подсказкам
Домашнее задание оформить решение задачи №2 в тетради, получить ответ.
Выполнение тестового задания
Подпишите свои Ф.И. Выполняем тест самостоятельно, в течение 3 минут.
Критерии оценивания: «1»=0-1, «2»=2-3, «3»=4-6, «4»=7-8, «5»=9-11 верных ответов
Взаимопроверка
Передайте работы впереди сидящему однокласснику, ученики, сидящие за 1 партой, отдают работы ученикам за последней партой. Подписываем фамилии проверяющих. Сверяем ответы с верными – на слайде. Оценивает результат – выставляем отметку и подпись.
m Начальная температура обозначается…
t1
Конечная температура обозначается буквой…
t2
Изменение температуры обозначается …
Δt=t2-t1
Удельная теплоемкость вещества обозначается…
с
Удельная теплота сгорания топлива обозначается …
q
Удельную теплоемкость вещества и удельную теплоту сгорания топлива можно определить по …
таблице
Количество теплоты, полученное телом при нагревании рассчитывается по формуле…
Q=сm(t2-t1)
Количество теплоты, отданное телом при охлаждении рассчитывается по формуле…
Q=сm(t2-t1)
Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива рассчитывается по формуле…
Q=qm
Если известно вещество и объем тела, то для расчета его массы необходимо…
m= ρ·V
Критерии оценивания: «1»=0-1, «2»=2-3, «3»=4-6, «4»=7-8, «5»=9-11 верных ответов
Отметки продиктовать учителю:
Работа на уроке
-
Алена
-
Сергей
-
Алексей
-
Иван
-
Андрей
-
Александр
-
Данило
-
Михаил
-
Мария
-
Татьяна
-
Ирина
-
Алексей
-
Ангелина
-
Дмитрий
-
Антонина
-
Владимир
-
Николай
-
Юлия
-
Виктория
-
Елена
-
Ирина
-
Дарья
-
Наталья
Фронтальная работа по таблицам
(Определить физический смысл величин)
На экран выводим поочередно таблицы, прокручиваем для рассмотрения. Затем ученикам предлагается читать вслух задание и отвечать – какую таблицу необходимо использовать? Каков ответ на вопрос?
1. Найдите в таблице «Удельные теплоемкости некоторых веществ» жидкость с самой большой удельной теплоемкостью. Что показывает это число?
2. Найдите в таблице «Удельные теплоемкости некоторых веществ» твердое тело с самой маленькой удельной теплоемкостью. Что показывает это число?
3. Найдите в таблице «Удельные теплота сгорания топлива» топливо с самой большой удельной теплотой сгорания. Что показывает это число?
4. Найдите в таблице «Удельные теплота сгорания топлива» топливо с самой маленькой удельной теплотой сгорания. Что показывает это число?
5. Почему в пустынях днем очень жарко, а ночью температура падает ниже 0°С?
6. Почему воду часто применяют в качестве охладителя в двигателях внутреннего сгорания и атомных реакторах?
7. Что больше: 2 кДж или 200 Дж теплоты?
8. Опытные садоводы знают, что плодовые плантации выгоднее всего размещать вблизи больших масс воды. Почему?
9.Медной и стальной гирькам одинаковой массы передали равные количества теплоты. У какой гирьки температура изменится сильнее?
Правильные ответы при работе с таблицами:
1. У воды с=4200 Дж/кг·˚С. Это означает, что для нагревания 1 кг воды на 1˚С потребуется 4200 Дж теплоты.
2. У свинца с=120 Дж/кг·˚С. Это означает, что для нагревания 1 кг свинца на 1˚С потребуется 120 Дж теплоты.
3. У водорода q=119,7 МДж/кг. Это означает, что при сгорании 1кг водорода выделяется 119,7 МДж теплоты.
4. У пороха q=3,8 МДж/кг. Это означает, что при сгорании 1кг пороха выделяется 3,8 МДж теплоты.
5. Песок обладает малой удельной теплоемкостью, поэтому быстро нагревается и охлаждается.
6. Вода обладает большой теплоемкостью и поглощает много теплоты при нагревании.
7. 2 кДж=2000Дж › 200 Дж
8. Вода обладает большой теплоемкостью, поэтому отдает много энергии.
9. У медной (у нее меньше удельная теплоемкость, поэтому быстрее будет нагреваться)
Удельная теплоемкость некоторых веществ
Алюминий 920
Песок
970
Керосин
2140
Бетон
880
Платина
130
Масло подсолн.
1700
Дерево
2700
Свинец
120
Масло трансф.
2000
Железо, сталь
460
Серебро
250
Ртуть
120
Золото
130
Стекло
840
Спирт этиловый
2400
Кирпич
750
Цемент
800
Азот
1000
Латунь
380
Цинк
400
Аммиак
2100
Лед
2100
Чугун
550
Водород
14300
Медь
380
Сера
710
Водяной пар
2200
Нафталин
1300
Вода
4200
Воздух
1000
Олово
250
Глицерин
2400
Гелий
5200
Парафин
3200
Железо (жидк.)
830
Кислород
920
Удельная теплота сгорания топлива
Удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг Бензин
46
Водород
119,7
Бытовой газ
31,8
Дерево (берёза, сосна)
10,2
Дизельное топливо
42
Каменный уголь
29
Керосин
46
Порох
3,8
Природный газ
28 – 46
Спирт
29
Топливо для реактивных самолетов (ТС–1)
43
Торф
8,1
Уголь
15
Таблица плотностей некоторых веществ
(в кг/м3 при 20 °С. Плотности газов даны при 0 °С и нормальном атмосферном давлении, плотности сжиженных газов – при температуре кипения при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.).
РЗ у доски Алгоритм решения задач на уравнение теплового баланса (8 класс) раздать на каждую парту и ученику у доски .
Прочитайте условие задачи. Проанализируйте условие задачи, т. е. выделите тела, участвующие в тепловом обмене, и определите процессы, в которых участвует каждое тело. Кратко запишите условие задачи. Запишите условие теплового баланса в общем виде:
Qотданное + Qполученное = 0 или Qотд.= Qполуч. Запишите уравнение теплового баланса для конкретных тел и заданных процессов. Решите полученные уравнения относительно искомой величины и проверьте правильность его решения путём действий с наименованиями. Подставьте числовые значения в решение общего вида и произведите вычисления. Оцените достоверность полученного результата решения. Запишите ответ.
|
Использование данного алгоритма.
Имеется следующее условие задачи:
Определить массу дров, необходимых для нагревания 2кг воды до кипения, если начальная температура воды 20С.
После знакомства с условием задачи проводится первичный анализ с выявлением тел, участвующих в тепловом обмене.
В тепловом обмене участвуют: вода и дрова.
Затем выясняются процессы, происходящие с телами: дрова сгорают, выделяя энергию, а вода нагревается за счёт поглощения данной энергии.
Оформляется краткая запись условия задачи:
mв=2кг
t1=20C
t2=100C
с=4200Дж/(кг*С)
q=1,3107Дж/кг
mд-?
Осуществляется процесс решения задачи, который начинается с записи уравнения теплового баланса в общем виде.
Т. к. в условии задачи никаких оговорок нет, то будем считать, что вся выделившаяся при сгорании дров энергия поглощается водой, значит, уравнение теплового баланса имеет вид:
Qотд=Qполуч
Уточняем данную запись:
Qотд = qmд – количество энергии, выделившийся (отданной) при сгорании дров.
Qполуч = сmв(t2-t1) – количество энергии, полученное водой.
Уравнение теплового баланса примет вид:
qmд = сmв(t2-t1)
Из полученного уравнения выражаем искомую величину:
сmв(t2-t1)
mд =
q
Теперь можно подставить значения и вычислить.
4200*2(100-20)
mд = = 0,052кг = 52г
1,3*107
Проверяем размерность единиц измерения:
Дж/кг*С*кг*С Дж*кг
mд = = = кг
Дж/кг Дж
Далее анализируем ответ: для нагрева воды от 20С до кипения необходимо 52г дров.
Расчёты проведены верно, задача решена.
РЗ в тетради самостоятельно по подсказкам
Изменяем условие задачи:
Сколько нужно сжечь дров, чтобы нагреть 2л воды, взятой при 20С до кипения, налитой в алюминиевый котелок массой 600г?
Раздаем подсказки: «Переверните лист раздаточного материала...»
Сколько нужно сжечь дров, чтобы нагреть 2л воды, взятой при 20С до кипения, налитой в алюминиевый котелок массой 600г? Дано:
СИ
Решение:
mв=2кг
t1=20C
t2=100C
св=4200 Дж/(кг*С)
q=1,3107Дж/кг
mк= 600г
cа=920 Дж/(кг*С)
…?..
Анализируем условие задачи и приходим к выводу, что предыдущий алгоритм приемлем и к данной задаче. Но на этот раз энергию, выделившуюся при сгорании дров, поглощают два тела: вода и котелок.
Найти:
mд-?
Уравнение теплового баланса примет вид:
Qпол.в. + Qпол.к. = Qотд.
Qпол.в.= Свmвt – энергия, полученная водой.
Qпол.к.= Саmкt – энергия, полученная котелком.
Qотд. = qmд – энергия, отданная дровами,
t= (t2-t1).
Математическая запись уравнения усложняется:
свmвt + саmкt = qmд
свmвt + саmкt
Следовательно, mд =
q
Даже не рассчитывая, видим, что масса дров ……?……, т. к. в числителе появилось ещё одно слагаемое саmкt .
Преобразуем формулу:
.?. (свmв + саmк)
mд =
q
Предположение проверяем расчётами:
(100-20)*(4200*2 +920*0,6)
mд = = …….кг = …….г
1,3 * 107
Проверяем размерность единиц измерения:
С *Дж/(кг*С)*кг Дж*кг
mд = = = …?...
Дж/кг Дж
Анализируем ответ, сравнивая его с ответом предыдущей задачи. Т. к. кроме воды нужно нагреть ещё и котелок, то дров потребуется …..?........, это хорошо иллюстрирует полученный ответ.
Ответ: …
Домашнее задание: оформить решение задачи №2 в тетради, получить ответ.
ДАЛЕЕ - НА ПЕЧАТЬ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ.
| Ф.И. учащегося ________________ | Проверил____________ |
Масса тела обозначается буквой…
|
|
Начальная температура обозначается…
|
|
Конечная температура обозначается буквой…
|
|
Изменение температуры обозначается …
|
|
Удельная теплоемкость вещества обозначается…
|
|
Удельная теплота сгорания топлива обозначается …
|
|
Удельную теплоемкость вещества и удельную теплоту сгорания топлива можно определить по …
|
|
Количество теплоты, полученное телом при нагревании рассчитывается по формуле…
|
|
Количество теплоты, отданное телом при охлаждении рассчитывается по формуле…
|
|
Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива рассчитывается по формуле…
|
|
Если известно вещество и объем тела, то для расчета его массы необходимо…
|
|
| Критерии оценивания: «1»=0-1, «2»=2-3, «3»=4-6, «4»=7-8, «5»=9-11 верных ответов |
|
Прочитайте условие задачи. Проанализируйте условие задачи, т. е. выделите тела, участвующие в тепловом обмене, и определите процессы, в которых участвует каждое тело. Кратко запишите условие задачи. Запишите условие теплового баланса в общем виде: Qотданное + Qполученное = 0 или Qотд.= Qполуч.
Запишите уравнение теплового баланса для конкретных тел и заданных процессов. Решите полученные уравнения относительно искомой величины и проверьте правильность его решения путём действий с наименованиями. Подставьте числовые значения в решение общего вида и произведите вычисления. Оцените достоверность полученного результата решения. Запишите ответ.
|
| Сколько нужно сжечь дров, чтобы нагреть 2л воды, взятой при 20С до кипения, налитой в алюминиевый котелок массой 600г? |
| Дано: | СИ | Решение: |
| mв=2кг t1=20C t2=100C св=4200 Дж/(кг*С) q=1,3107Дж/кг mк= 600г cа=920 Дж/(кг*С)
|
…?.. |
Анализируем условие задачи и приходим к выводу, что предыдущий алгоритм приемлем и к данной задаче. Но на этот раз энергию, выделившуюся при сгорании дров, поглощают два тела: вода и котелок.
|
| Найти: mд-? |
| Уравнение теплового баланса примет вид: Qпол.в. + Qпол.к. = Qотд. Qпол.в.= Свmвt – энергия, полученная водой. Qпол.к.= Саmкt – энергия, полученная котелком. Qотд. = qmд – энергия, отданная дровами, t= (t2-t1).
|
| Математическая запись уравнения усложняется: свmвt + саmкt = qmд |
| свmвt + саmкt Следовательно, mд = q |
| Даже не рассчитывая, видим, что масса дров ……?……, т. к. в числителе появилось ещё одно слагаемое саmкt . |
| Преобразуем формулу:
.?. (свmв + саmк) mд = q |
| Предположение проверяем расчётами: (100-20)*(4200*2 +920*0,6) mд = = …….кг = …….г 1,3 * 107 |
| Проверяем размерность единиц измерения:
С *Дж/(кг*С)*кг Дж*кг mд = = = …?... Дж/кг Дж
|
| Анализируем ответ, сравнивая его с ответом предыдущей задачи. Т. к. кроме воды нужно нагреть ещё и котелок, то дров потребуется …..?........, это хорошо иллюстрирует полученный ответ.
|
| Ответ: … |
