Экспериментальные исследовательские задачи

Экспериментальные исследовательские задачи.

Приведу примеры экспериментальных исследовательских задач, которых несколько лет успешно использую по разделу «Тепловые явления» в 8 классе.

Тема: Способы изменения внутренней энергии тела

Экспериментальное исследование темы:

1. Зажгите свечу и поддержите ладонь над свечой.

2. Потрите ладони друг о друга. Какой результат эксперимента? Каким способом изменилась внутренняя энергия ладоней в 1-ом и 2-ом случаях?

3. Зажгите одну спичку о коробок, а другую спичку внесите в пламя свечи. В чём различие причин, приведших к воспламенению спички?

4. Согните алюминиевую проволоку несколько раз. Затем аккуратно исследуйте сгиб проволоки. Изменилась ли внутренняя энергия сгиба? Каким способом?

5. На стальную спицу наденьте корковую пробку. Энергично двигайте пробку вдоль спицу то в одну, то в другую сторону. Исследуйте спицу, результат опыта опишите.

6. Стеклянную колбу с помощью резинового шланга соедините с манометром. Осторожно опустите колбу в сосуд с холодной водой. Наблюдайте за уровнями жидкости в манометре.

Заполните таблицу:

Тема: Теплопроводность.

1. Возьмите стеклянную, деревянную и железную палочки. Потрогайте их на ощупь. Какая палка палочка кажется холоднее? Почему?

2. Возьмите бумажную коробку, налейте в неё воды и установите над свечой. Попробуйте вскипятить воду. Почему бумажная коробка не загорается?

3. Оберните металлический стержень бумагой в один слой и подержите над пламенем свечи. Горит ли бумага? Результат опыта объясните.

4. Возьмите имеющиеся проволочки из разных металлов, одинаковой длины и поперечного сечения. Внесите их по очереди в одну и ту же точку в пламя свечи. Пальцам станет горячо. Засеките время, в течение которого теплота передавалась по каждому стержню. Сравните теплопроводности металлов.

6. Внесите в пламя свечи спичку и держите её до тех пор, пока пламя не коснётся пальцев руки. Что вы можете сказать о теплопроводности дерева?

7. Налейте в пробирку воды и попробуйте нагреть её сверху. Проверьте, нагрелись ли нижние слои воды в тот момент, когда верхний слой воды закипит. Какой вывод можно сделать о теплопроводности воды?

8. Распушите небольшой комок ваты и оберните им шарик термометра. Подержите термометр на фиксированном расстоянии от свечи. Заметьте, как поднялась температура. Затем туго обмотайте этим же комком ваты шарик термометра и повторите опыт. Сравните результаты двух опытов.

Тема: Конвекция.

Проблемный эксперимент:

1. Подержите ладонь над пламенем свечи на достаточно удалённом расстоянии. Что вы ощущаете?

2. Возьмите кусочек ваты, распушите его и подбросьте над горячей свечой. Почему пушинка не сгорает, а быстро поднимается вверх?

3. Изготовьте из старой открытки бумажную вертушку, вырезав её по спирали. Установите её на заострённом металлическом стержне. Снизу поднесите зажжённую свечу. Почему змейка начинает вращаться?

4. Возьмите учебные весы, закрепите их на лапке штатива и уравновесьте. Поднесите снизу на расстояние 10-12 см горячую спичку. Почему весы выходят из равновесия?

5. Если в комнате включено отопление, измерьте температуру воздуха в разных местах комнаты: около стен, потолка, пола. С помощью свечки понаблюдайте движение конвекционных потоков воздуха, помещая её над батареей отопления, на полу у дверей, вверху над дверью. Изобразите схематически направление потока воздуха.

Тема: Излучение.

Экспериментальные задачи:

1. Зажгите свечу. Накройте её цилиндрической трубкой. Пламя уменьшится и может погаснуть. Что произойдёт, если трубку приподнять? Проведите эксперимент и объясните наблюдаемое явление.

2. Возьмите учебные весы, закрепите их в лапке штатива и уравновесьте. Как, используя кусок льда, вывести весы из равновесия?

Проблемный эксперимент:

1. Возьмите два одинаковых термометра, выставьте их на солнце. Шарик одного из них закоптите. Одинаковую ли температуру покажут термометры? 2. Домашний эксперимент: измерьте термометром температуру песчаной и чернозёмной почв в одно и то же время. Каковы показания термометров? Результаты объясните. 3. Из жести изготовьте две пластинки: одну с блестящей поверхностью, другую с закопчённой (с помощью свечи). Укрепите их вертикально на деревянной подставке. Прикрепите воском или пластилином с внешней стороны две спички, а между пластинами поместите нагретое металлическое тело: шарик, гайку. Наблюдайте за процессом падения спичек. Опыт повторите, закрыв закопчённую поверхность белой бумагой.

4. Предложите учащимся зимой провести опыт известного учёного В. Франклина: «Я взял у портного несколько квадратных кусков сукна: между ними были: чёрный, красный, белый, синий, жёлтый. В одно ясное утро я положил кусочки на снег. Через несколько часов, нагревшись сильнее всех чёрный кусочек погрузился так глубоко, что лучи солнца не достигали его более. Остальные кусочки погрузились тем меньше, чем они светлее. Белый же вовсе не погрузился…».

Тема: Количества теплоты.

Экспериментальные задачи:

1. Возьмите пробирку, заполненную наполовину водой, плотно зажмите в руке. Пользуясь мензуркой и термометром, определите количество теплоты, переданное в процессе теплопередачи.

2. Налейте в пробирку 10-15 г. воды, закройте плотно пробкой и оберните бумагой (для уменьшения теплопроводности), измерьте начальную температуру воды, энергично встряхивайте пробирку в течение 1-2 минуты, вновь измерьте температуру. Определите при помощи мензурки объём жидкости в пробирке и рассчитайте изменение внутренней энергии воды при совершении механической энергии.

Тема: Энергия топлива.

Проблемный эксперимент:

1. Возьмите пустой стакан и накройте горячую свечу. Через некоторое время свеча погаснет. Какое условие горения нарушается?

2. Возьмите две стеклянные пробирки с равным количеством воды, установите их на штативе и нагревайте на одинаковое количество градусов: первую пробирку с помощью свечи, вторую – с помощью спиртовки. Вода в какой пробирке нагреется быстрее?

Тема: Плавление и отвердевание кристаллических тел.

Экспериментальные задачи:

1.Поместите кусочек воска (парафина или нафталина) в стеклянную пробирку и нагрейте в пламени спиртовки. Затем вылейте содержимое в холодную воду, наблюдайте за отвердеванием воска. Сделайте вывод о температуре плавления и отвердевания воска.

2. Столовую ложку с мелко истолчённым льдом поместите на стеклянную пластину, под которую подложите теплоизолирующий материал. Под ложечку с помощью пипетки накапайте несколько капель воды, а в ложку насыпьте чайную ложку поваренной соли. Попробуйте приподнять ложку через несколько минут: к ней пристанет стеклянная пластина. Объясните результат опыта.

3. Предложите учащимся домашний эксперимент. В сильный мороз выдуйте на улице мыльный пузырь. Наблюдайте, как, буквально на глазах, тонкая плёнка воды начнёт покрываться тонкими иголками. Сфотографируйте и принесите в школу.

Тема: Испарение и конденсация.

Проблемный эксперимент:

1. На чашах весов уравновесьте стаканы с горячей и холодной водой. Почему весы быстро выходят из равновесия?

2. Обмотайте шарик термометра ваткой, смоченной одеколоном или спиртом. Для получения быстрых результатов помашите веером. Объясните наблюдаемое понижение температуры при испарении жидкости.

3. Для обнаружения и наблюдения процесса испарения твёрдого тела во-зьмите стеклянную круглодонную колбу, бросьте в неё несколько кристалликов йода и плотно закройте колбу резиновой плёнкой. Слегка подогрейте колбу над пламенем горелки. Внимательно наблюдайте, как кристаллики йода испаряются (процесс называется сублимацией) и окрашивает воздух в колбе в ярко-фиолетовый цвет.

Экспериментальное исследование темы «Причины изменения скорости испарения жидкости»:

1. На две чистые пластинки стекла нанесите при помощи ватки пятна в следующей последовательности: масло, вода, спирт, одеколон. Наблюдайте за процессом испарения данных веществ, сделайте вывод о зависимости скорости испарения от рода жидкости.

2. Капните на две чистые стеклянные пластины по капле спирта, одну из пластин поместите под электрической лампой. Сделайте вывод о зависимости скорости испарения от температуры.

3. На две чистые пластины стекла капните по капле спирта. Предварительно из бумаги сделайте веер. Обмахивайте одну из капель. Объясните результаты опыта. 4. На две чистые пластины стекла капните по капле спирта. Вращая одну из пластин в слегка наклонном положении, распределите каплю на максимальной лощади. Обе пластины поместите под электрическую лампу. Объясните результаты опыта.