Примеры теплопередачи в природе и технике

Цели:углубить знания учащихся о видах теплообмена и их роли в при­роде и технике; рассмотреть примеры использования видов теплообмена в различных областях человеческой деятельности. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

 Демонстрации: работа термоса; работа вертушки над поверхностью горячей воды; рисунки, слайды, таблицы по примерам теплопередачи в природе и технике.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение изученного.  

Проверка домашнего задания

Проверку усвоения пройденного материла можно провести как в виде тестирования

Самостоятельную работу можно провести дифференцированно - подго­товить карточки с заданиями четырех уровней сложности, например:

Уровень 1

1.   Почему ручки кранов у баков с горячей водой делают деревянными?

2.   Какие из перечисленных ниже веществ обладают хорошей теплопро­водностью: медь, воздух, алюминий, вода, стекло, водяной пар?

Уровень 2

1.   Что стынет быстрее: стакан компота или стакан киселя? Почему?

2.   Обыкновенный или пористый кирпич обеспечит лучшую теплоизо­ляцию здания? Почему?

Уровень 3

1.   Будет ли гореть свеча на борту космического орбитального комплекса?

2.  Зачем на нефтебазах баки для хранения топлива красят «серебряной» краской?

3.   Почему термосы изготавливают круглого, а не квадратного сечения?

Уровень 4

1.  Какие тела - твердые, жидкие или газообразные - обладают лучшей теплопроводностью?

2.   Когда парусным судам удобнее входить в гавань - днем или ночью?

3.   Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня?

4.   Почему тонкая полиэтиленовая пленка предохраняет растения от ночного холода?

Повторение можно провести и по вопросам учебника к изученному па­раграфу, добавив к ним несколько более интересных:

-     При какой температуре и металл, и дерево будут казаться одина­ково нагретыми?

-     Почему форточки для проветривания комнаты помещают в верх­ней части окна?

-     Почему снег в городе тает быстрее, чем в поле?

Почему в низинах растения чаще гибнут от заморозков, чем на возвышенностях?

-     Почему зимой в доме, где рамы двойные, теплее, чем в доме с однократным застеклением?   

-     Почему эскимосы зимой смазывают лицо жиром?

В каком из двух сосудов закипит быстрее вода? Один сосуд светлый, а другой закопченный.

-     Согласны ли вы с утверждением, что шуба «греет»?

III. Изучение нового материала

Материал урока связан с определением места изученных ранее явлений нашей жизни, поэтому объяснение можно построить на привлечении раз­личного дополнительного материала, который повысит познавательную деятельность учеников.

Говоря о конвекционных эффектах, можно привести в качестве примера ветры, которые постоянно дуют в земной атмосфере. Именно перенос вет­рами огромной энергии, либо наоборот, приводит к заметному изменению погоды в данном регионе. Побережье любого теплого моря зимой всегда имеет более высокую среднюю температуру, чем материковые области, которые могут находиться южнее. Пример. Побережье Мурманской облас­ти и центральная Сибирь. Существование теплых и холодных морских те­чений - тоже примеры конвекционных явлений.

Часто можно в зоне промышленных предприятий увидеть высокие тру­бы из кирпича. Они служат для создания хорошей тяги. Теплый газ или дым легче холодного воздуха, и поэтому он поднимается вверх. Чем боль­ше перепад давления внизу и вверху трубы, тем лучше тяга. Поэтому трубы и делают высокими. Ясно, что из двух труб одинаковой высоты лучшая тяга будет у кирпичной, нежели у металлической. Горячий воздух в метал­лической трубе остывает при подъеме быстрее, отчего тяга уменьшается.

Особое место занимает возможность отопления многоквартирных до­мов. Принцип отопления связан с циркуляцией горячей воды по трубам. Источником горячей воды являются котельные и ТЭЦ. Вода, циркулируя по трубам, отдает часть тепла, охлаждается, затем снова идет на нагрев в ТЭЦ. Любые изменения давления в системе регулируют при помощи рас­ширительных баков.

В быту часто используют термосы. Они служат для сохранения горячей жидкости длительное время. Впрочем, в термосах также можно долго хра­нить и холодную жидкость. Основным элементом любого термоса является рабочий сосуд с двойными стенками, между которыми глубокое разреже­ние. Это - сосуд Дьюара. Английский ученый Джеймс Дьюар в конце XIX века изобрел такой сосуд. Чтобы исключить влияние излучения изнутри и снаружи, стенки сосуда делают зеркальными.    -

Можно в качестве примера провести опыт: налить в открытый сосуд и термос равные порции воды, нагретой до 70 °С. Затем, через 10-20 минут, измерить температуру в обоих сосудах. Ясно, что в термосе температура изменится очень слабо, а в открытом сосуде - заметно.

По ходу объяснения материала заранее подготовленные учащиеся де­лают сообщения по теме, остальные - дополняют, исправляют ответы.

IV. Закрепление

Если в конце урока остается время, можно с целью закрепления изучен­ного материала коллективно обсудить ряд качественных задач, например: 

 -     Какой из видов теплопередачи играет основную роль в нагревании воды в чайнике?

Человек греется у костра. Какой из трех видов теплопередачи! играет главную роль в передаче тепла от костра к человеку?

-     Почему не падают облака?

Стакан наполовину заполнен кипятком. В каком из двух случаев] получится менее горячая вода: а) если подождать 5 мин, а затем долить в стакан холодную воду; б) если сразу долить холодную воду, а затем подождать 5 мин? Когда тяга в трубах лучше - зимой или летом? Почему?

-     На севере меховые шапки носят, защищаясь от холода, а на юге  от жары. Объясните целесообразность этого.

-     Почему от закрытого окна, даже если оно плотно закрыто, дует  (особенно зимой)?

Домашнее задание

1.  § 8 учебника; вопросы и задания к параграфу.