"Путешествие в страну Джоулия"

Путешествие в страну ДЖОУЛИЯ

Приложение к уроку по той же теме

8 класс

МБОУ «Стрелецкая сош»

Тамбовский район, Тамбовская область

Учитель : Кузнецова Елена Сергеевна

Ответим на вопросы в начале пути

• Что называют внутренней энергией тела?
• Что называют тепловым движением молекул?
• От чего зависит внутренняя энергия тела?
• От чего не зависит внутренняя энергия тела?
• Способы изменения внутренней энергии тела?
• Что называется теплопередачей?
• Какие способы теплопередачи Вы знаете?
• Что называется теплопроводностью?

А на эти вопросы кто знает ответы :

• Почему человеку уютно на воздухе при 20ºС, а в воде зябнет при температуре 25ºС?
• Почему ранней весной образуются воронки в снегу вокруг стволов деревьев?

• Ответы проверим :

• Вода обладает большей теплопроводностью,

чем воздух, поэтому в воде тело человека

охлаждается быстрее.

2. Днем стволы деревьев нагреваются,

часть количества теплоты передается вниз по

влажному стволу дерева, так как влажное дерево

обладает хорошей теплопроводностью: почва

нагревается вокруг ствола, и снег оттаивает

Продолжаем вопросы:

3.Почему животные, обладающие толстым подкожным жиром, прекрасно себя чувствуют даже в сильные морозы?

4. Почему выражение «шуба греет» неверно?

5. В какой посуде пища прогорает легче: в медной или в чугунной? Почему? (см.табл.1)

6. Почему пить из фарфоровой чашки приятнее, чем из алюминиевой кружки?

7. Когда быстрее остынет чайник с кипятком: когда он поставлен на лед или когда лед положен на крышку чайника?

Проверим ответы :

3. Жир обладает плохой теплопроводностью

4. Греет не сама шуба, воздух между ворсинками – шерстью – шубы плохой проводник тепла, не пропускает тепло наружу

5. В медной, так как теплопроводность меди больше, чем у чугуна

6. Алюминий обладает большей , чем фарфор, теплопроводностью

7. Когда лед положен на крышку чайника. Остывшая масса воды опускается вниз, а более горячая вода поднимается вверх и тоже остывает. Происходит конвекция жидкости

«Открываем» страну Джоулия . Ключ для открытия волшебный. Нужно правильно ответить на вопросы и в клетках ключа расставить буквы, отмеченные в ответе по номеру. Это слово написано на ключе

• 2100 Дж/(кг·ºС) – что за вещество? ( Третья буква ).
• 2. 460 Дж/(кг·ºС) – что за вещество? ( Первая буква ).

3. Какое топливо, широко применимое в военном деле и во время иллюминаций, впервые изобрели в Китае? ( Вторая буква ).

4. Топливо в ядерном реакторе Атомных электростанций. ( Первая буква ).

5. Температура плавления этого вещества 3387ºС. ( Третья буква ).

6. Парообразование по всему объему жидкости. ( Вторая буква )

7. Тип теплового двигателя, в котором вал вращается без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала – а турбины. ( Седьмая буква ).

• Проверим ответы.

1. Ле д

2. Ж елеза

3. П о рох

4. У ран

5. Во л ьфрам

6. К и пение

7. Парова я (машина)

Получаем: ДЖОУЛИЯ

• Ключ стране Джоулия открыта. «Туристы» готовы к дальнейшим исследованиям.
• Прежде всего, нам следует изучить маршрут посещения и изучения городов, природных явлений этой страны.

город Снежинка (или Хрустальный)

• Определить, как и на сколько изменится внутренняя энергия льда, когда наступит весна, и лед начнет таять в городе Снежинка, если масса льда и снегов, окутавших его дома, равна 1000 кг? Температура сейчас в городе равна tº1 = - 10ºС.

(Используйте табл.1 на стр.21 учебника!)

• Проверим решение.
• Лед и снег нагреваются от -10 град. до нулевой температуры и начнут таять. Количество теплоты, необходимое при этом из окружающего нагретого солнцем воздуха, равно:
• Q = m · с· (t2 - t1), с = 2100 Дж/(кг·ºС)
• Q = 1000кг·2100Дж/(кг·ºС) · (0 – (-10))ºС =

= 21000000Дж =21 МДж

Следующий город – Кристаллоград

• Стало теплее. В городе наступает весна. Всюду тает снег, который стал липкий, мягкий - так и просится в рот маленькой девочке Лиде в рот. Лида съела две горсти снега, а Лиза – в пять раз больше. Девочки, конечно, заболели ангиной и не ходят в школу. Они решают задачу:
• Какую энергию потратила каждая из них на таяние снега и нагревание полученной из этого снега воды до нормальной температуры тела, если горсть снега 10 г, а снег имел температуру перед таянием примерно 0ºС? Помогите девочкам решить эту задачу и выздороветь!

• Дано: снег;
• m 1=2·10 г =20 г =0,02 кг; m 2 =10·10 г =100г =0,1 кг
• t1 = 0ºС
• t2 = 36,7ºС
• λ = 3,4 ·10 Дж/кг - удельная теплота плавления льда
• С = 4200 Дж/(кг·ºС) - удельная теплоемкость воды
• Q = ? Решение.
• Количество теплоты или энергии, потраченной девочками, найдем, сложив количество теплоты на таяние снега и на нагревание полученной воды: Q =Qтаян + Qнагрев,
• где Qтаян = m · λ
• Q нагрев = m · с· (t2 - t1)

• Получаем
• Q = 0,02 кг·3,4·10 Дж/кг + 0,02 кг · 4200 Дж/(кг·ºС)·(36,7ºС - 0ºС) = 9882,8 Дж.
• Столько энергии потратила Лида и заболела.
• Q = 0,1 кг·3,4·10 Дж/кг + 0,1 кг· 4200 Дж/(кг·ºС)·(36,7ºС - 0ºС) = 49414 Дж.
• Столько энергии потратила Лиза и тоже заболела.
• Девочки выздоровели и пошли в школу. Больше они снег не ели, поняли, что лучше ходить в школу, чем дома сидеть и лечиться, когда на улице такая прекрасная весенняя погода.

На нашем пути городок, название которого надо определить

• Для этого нам потребуется найти ответы на несколько вопросов.

• Сохранится ли с течением времени равновесие чашек чувствительных весов, если на одну чашку весов поставить тарелку с горячей водой, а на другую уравновешивающие ее гири?

2. Раньше, когда еще не было современных холодильников, поступали так: чтобы молоко не скисло в жаркий день, сосуд с молоком помещали в воду и накрывали салфеткой, края которой опущены в воду. Объясните, почему молоко долго не скисало?

Проверим ответы:

• Нет. Вследствие испарения масса воды в тарелке уменьшается, и чашка с гирями опустится
• Салфетка со временем за счет диффузии и поднятия воды по капиллярам ткани, промокает. А постоянное испарение воды с салфетки вызывает охлаждение молока, забирая тепло

Далее вопросы:

3. Почему во время сильных морозов трещат деревья?

4. Почему чайник «шумит» перед закипанием воды в нем?

Ответы:

3. Замерзающая в капиллярах дерева вода превращается в лед, увеличивая объем, и разрывает волокна дерева

4. Образующиеся у дна сосуда пузырьки пара поднимаются вверх и попадают в холодные слои воды. Здесь пар конденсируется, пузырек «захлопывается» -лопается. Такое «исчезновение» огромного числа пузырьков пара создает шум

Название города соответствует физическим явлениям, которые рассматривались в этих вопросах. Что за явления?

• Да, это – тепловые явления . Значит, городок носит название Теплоград .

Чтобы не сбиться с пути, надо хорошо знать дорожные знаки

• Вот они:

Физические величины: m , q , с, Q, t, λ, ρ, L;

Единицы измерения: Дж/кг, Дж, Дж/кг·ºС, кг/м³, кг, ºС;

• Подобрать к единицам измерения соответствующую физическую величину
• Назвать их, составить формулы к тепловым явлениям. Записать полные ответы.
• Кто правильнее и больше?

На пути встретились не обозначенные на карте препятствия

• Их надо преодолеть. Для этого на карте, то есть графике изменения агрегатных состояний вещества, надо написать соответствующие формулы вычисления количества теплоты

• Отряды достигли столицы страны Джоулия .
• В этом городе «происходят» такие тепловые процессы, как:

1. Кипение.

2. Парообразование.

3. Конденсация.

• Как называется столица страны? Возможные варианты: Пароград, Кипящий, Тающий, Кристальный, Снежный, … …
• Скорее подходит Пароград ?

• Мы побывали с вами в удивительной стране Джоулия
• Повторили, закрепили наши знания, узнали много нового, что пригодится в жизни. Подведем итог нашего путешествия.
• Выставим оценки самым активным туристам. Отметим самые оригинальные, быстрые ответы.
• Листы с вашими решениями задач, ответами сдаем на проверку.
• Урок закончен. СПАСИБО!

Домашнее задание

• Повторить § 32-33, Р.Т № 151-154