Тема: Конвекция. - Фонд им. В. П. Астафьева

План-конспект урока изучения нового материала, с использованием
литературного произведения Виктора Астафьева «Прокляты и убиты»
книги первой «Чёртова яма».
Тема: Конвекция.
Данный урок – четвёртый урок в теме «Тепловые явления» (программа и
учебник «Физика-8» Пёрышкина А.В.).
Цели урока:
 ознакомление учащихся с явлением конвекции,
 выяснение причин её возникновения,
 изучение примеров проявления в природе;
 развитие коммуникативных навыков через организацию групповой
работы; развитие творческого мышления.
Тип урока – урок изучения нового материала.
Оборудование:
мультимедийный проектор, алюминиевый стакан от калориметра, прибор для
демонстрации конвекции в жидкости, спиртовка, вертушка для демонстрации
конвекции в газе, ложка, раздаточный материал (тесты, оценочные листы).
Ход урока
I. Ориентировочно-мотивационный этап
1. Актуализация знаний о теплопередаче, выравнивание стартовых
позиций.
1. Медь, свинец, сталь, обладают … теплопроводностью.
2. Чтобы ручка утюга не нагревалась, её делают из пластмассы. Пластмасса
обладает … теплопроводностью.
1
3. В строительной технике широко применяют пористый строительный
материал (газобетон, пенопласт и т.д.), потому что он обладает …
теплопроводностью.
4. Вывод – у газов (воздуха) … теплопроводность.
(Слова для вставок: плохой, хорошей)
( Взаимопроверка)
2. Проблемная ситуация, постановка учебной задачи
Учитель:
Прочитаем отрывок из произведения Виктора Астафьева
«Прокляты и убиты» книги первой «Чёртова яма». С творчеством Виктора
Петровича вы уже знакомы по урокам литературы. Он - наш земляк, хотя
родился и вырос в Красноярском крае: в пределах огромной России все
сибиряки считают себя земляками. События происходят в конце 1942 года в
карантинном лагере первого резервного полка, расположенного в Сибирском
военном округе недалеко от станции Бердск, это полчаса от нашего
областного центра города Новосибирска.
«Невероятной изворотливостью ума добивались вояки способов избавиться
от строевых занятий и добыть чего-нибудь пожевать. Кто-то придумал
нанизывать картошку на проволоку и опускать в трубы офицерских печей»
Как вы думаете, для чего вояки опускали картошку в трубы офицерских
печей?
Для учащихся совершенно непонятен результат, так как они еще не изучили
явления конвекции. Таким образом, в самом начале урока создается
проблемная ситуация
Учащиеся выдвигают гипотезы:
Из трубы идет дым, чтоб пахла дымом.
2
В трубе тепло, картошка может спечься..
Учитель: Мнения разделились. Для того, чтобы быть уверенными в ответе
нам нужны дополнительные знания.
После проведенного анализа, доказавшего новизну проблемы, переход идет
на этап преобразования задачи, сравнения, поиска аналогов и др. В
результате проделанной работы ученики выдвигают вариант или варианты
решения проблемы. Затем выбранный вариант(варианты) проверяются,
исключаются неверные заключения уточняются и развиваются достоверные
положения.
Демонстрация опыта по конвекции в жидкостях. Наблюдение циркуляции
воды.
Учитель: Что мы наблюдаем?
Ученик: Мы видим, как струи подкрашенной жидкости
поднимаются вверх.
Учитель: Попробуем объяснить данное явление.
Что происходит с энергией и скоростью частиц у дна сосуда?
Ученик: Так как сосуд у дна подогревают, то кинетическая энергия частиц
жидкости у дна сосуда увеличивается.
Учитель: Как это отражается на плотности жидкости? И к чему это
приводит?
Ученик: При увеличении скорости частиц плотность жидкости уменьшается
и на менее плотные слои жидкости начинает действовать сила Архимеда,
поэтому менее плотная жидкость всплывает.
Учитель: Менее плотные слои жидкости всплывают и переносят с собой
энергию по всему объему жидкости.
3
Учащиеся приходят к выводу, что кроме теплопроводности есть другой вид
теплопередачи. Они формулируют
цель урока: изучить новый вид
теплопередачи.
После
постановки
цели
учитель
сообщает
название
нового
вида
теплопередачи и записывает на доске тему урока «Конвекция».
Конвекция (от лат. конвекцио – перенесение) – перенос энергии самими
струями газа или жидкости.
II. Операционально-исполнительский этап
Учитель: Запишем определение конвекции в тетрадь
Конвекция – вид теплопередачи, при котором энергия переносится струями
газа и жидкости. Существует два вида конвекции: естественная и
вынужденная. В твердых телах конвекции нет, так как их частицы не
обладают большой подвижностью:
Конвекция
Естественная
Вынужденная
Самопроизвольное
охлаждение,
нагревание,
перемешивание
Перемешивание с
помощью насоса,
мешалки и т.п.
4
Этот вид теплопередачи не является чисто тепловым процессом, так как
перемешивание слоев газа или жидкости всегда связано с какими-то
внешними, нетепловыми причинами.
Конвекция в твердых телах и вакууме происходить не может
Учитель: Пронаблюдаем опыт, демонстрирующий конвекцию в газах.
Демонстрация опыта по конвекции в газах.
Объяснение механизма конвекции в газах
Объяснение понятия тяги и природы её возникновения
Движение газов в печи происходит за счет разницы
значений температуры выходящих из трубы дымовых газов
и наружного воздуха. Горячие газы с температурой выше
100 °С устремляются вверх, создавая разряжение (тягу), под
действием которого их место в трубе заполняется газами из
дымовых каналов.
появляется
тогда,
когда
Тяга, необходимая для работы печи,
разрежение,
создаваемое
дымовой
трубой,
становится больше, чем сопротивление потоку дымовых газов и воздуха для
горения при их прохождении через топку и дымовую трубу.
Учитель: Теперь вернемся к произведению В. Астафьева, к вопросу для чего
вояки опускали картошку в трубы офицерских печей?
Ученик: Горячие газы с температурой выше 100 °С устремляются вверх,
создавая разряжение (тягу), и картошка пеклась горячим дымом. В этом
случае вояки использовали один из видов теплопередачи – конвекцию.
Вторая гипотеза верная.
Объяснение механизма конвекции в жидкостях
Примеры конвекции в природе и технике
5
С явлением конвекции связаны процессы парения птиц и планеров. Разные
участки
земной поверхности
нагреваются неодинаково. Из-за этого
неодинаково нагревается и воздух у поверхности. Более теплые и менее
плотные массы воздуха создают восходящие потоки, в которых могут долго
парить птицы и планеры.
Мастерство планериста заключается в умении
находить такие потоки и с их помощью преодолевать большие расстояния.
Теплообмен конвекцией часто встречается в быту. Например, отопительные
батареи-радиаторы располагаются вблизи пола
под подоконником. Поэтому нагреваемый ими
воздух,
поднимаясь
вверх,
смешивается
с
холодным воздухом, опускающимся от окна. В
результате в комнате устанавливается почти
равномерная температура. Этого не происходило
бы, если бы батареи располагались у потолка. Конвективные потоки
возникают и внутри кастрюль с жидкостями, которые нагреваются на
кухонной плите.
Демонстрация опыта, установка которого изображена на рис. 13, стр. 17
учебника.
Заполнить таблицу
Название
Механизм
Определение
Среды,
Особенности
перенос
вещества
Конвекция
Теплые слои
Передача
Перенос
Источник
вверх.
тепла струями
вещества
тепла снизу
самого
есть.
Холодные вниз
вещества
В
6
жидкостях и
газах
(Работа в парах)
1.Почему жидкости и газы нагревают снизу?
2. Почему батареи отопления помещают обычно внизу под окнами, а
кондиционеры – наверху?
3. Почему невозможна передача энергии конвекцией в твёрдых телах?
4. Почему при нагревании жидкости сверху конвекция не возникает?
ДЗ. (1-й уровень): § 5, задачи № 759–762, 767 (Лукашик В.И.). Для
желающих (2-й уровень):; подготовить доклад о проявлении конвекции в
природе и технике
На этом этапе вам предстоит проверка знаний: как вы усвоили виды
теплопередачи – конвекцию. (тестирование 5 минут). Проверяем работу в
группах, проверьте своё выполнение, какие есть вопросы. Итак, проверяем
свои знания. У каждого номера – количество баллов. Итак, на “3” - 8 баллов,
“4” - 10 баллов, “5” -12 балл
Тест.
1. На каком способе теплопередачи основано водяное отопление?
(2 балла)
А. теплопроводности
2.
Б. излучении
В. конвекции
Какой дом теплее: деревянный или кирпичный, если толщина стен
одинакова? (2 балла)
7
А. деревянный
3.
Б. нет разницы
В. кирпичный
Какие вещества обладают хорошей теплопроводностью? (2 балла)
1 – вода, 2 – латунь, 3 – железо, 4 – шерсть.
А. 2,3
4.
Б. 1,2,3
В.2,3,4
Можно ли предсказать, какое направление будет иметь ветер у моря
ночью после жаркого дня? (2 балла)
А. можно, с суши на море Б. можно, с моря на сушу В. нельзя
5.
А. да
6.
Возможна ли в вакууме передача энергии теплопроводностью?
Б. нет
Почему нагретый воздух поднимается вверх? (2 балла)
Потому что на него действует …
А. сила упругости. Б. выталкивающая сила. В. молекулярное притяжение
(Взаимопроверка)
III этап: Оценочно-рефлексивный
Учитель: Оцените свою работу, как вы выполнили цель урока и усвоили
виды теплопередачи - конвекцию, что не поняли, на полях пометьте, на что
нужно обратить внимание при выполнении домашней работы.
Обучающиеся возвращаются к цели урока: что они должны знать и уметь.
Обсуждается итог урока, и высказываются суждения о реализации своих
возможностей на уроке: "Как я усвоил тему?", "Как я реализовал себя в ходе
урока и его подготовки
Учащиеся: Делают для себя вывод, насколько они были успешны на уроке,
что необходимо предпринять, чтобы лучше усвоить понятие конвекции.
Сдают оценочные листы.
8
Учитель: Спасибо за урок.
Литература:
Пёрышкина А.В. учебник «Физика-8».
Лукашик В.И. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 1977.
Тепловые явления. Руководство по выполнению экспериментов. – М.:
МГИУ, 2006.
Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в 6–7 классах: Пособие
для учителей. – М.: Просвещение, 1976.
9