муниципальное бюджетное образовательное учреждение
Березовская средняя школа
Разработка открытогоурока в 8 классе
по теме «Конвекция. Излучение.»
Учитель физики
Кудачкина Светлана Николаевна
д. Березовка, 2024
Тема урока «Конвекция. Излучение»
Цель: познакомить учащихся конвекцией и излучением. Рассмотреть примеры теплообмена, используемые на практике.
Задачи урока
Образовательные задачи:
Познакомить учащихся с физическими процессами конвекции и излучения.
Объяснить механизм переноса теплоты в жидкостях и газах с помощью конвекции.
Показать, как происходит передача энергии в форме электромагнитных волн (излучение).
Разъяснить различия между видами теплопередачи (теплопроводностью, конвекцией и излучением).
Развивающие задачи:
Развивать наблюдательность и аналитические способности учащихся через проведение экспериментов.
Способствовать развитию умения формулировать гипотезы и делать выводы на основе наблюдений.
Формирование навыков работы с измерительными приборами (термометром).
Воспитательные задачи:
Пробудить интерес к изучению физических явлений, встречающихся в повседневной жизни.
Воспитывать аккуратность и внимательность при выполнении практических работ.
Стимулировать самостоятельную работу и развитие творческих способностей через выполнение домашнего задания.
Содержание опроса: 1. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела? Приведите примеры. 2. Что такое теплопередача? 3. Какие виды теплопередачи вы знаете? 4. Объясните механизм теплопроводности. 5. Проведите примеры использования веществ с различной теплопроводностью на практике и в технике. 6. Назовите особенности теплопроводности.
Содержание нового материала. Конвекция в жидкости и газах. Объяснение конвекции. Передача энергии излучением. Конвекция и излучение – виды теплопередачи. Особенности видов теплопередачи.
Закрепление материала. 1. Чем отличается теплопроводность от конвекции и что общего между ними? 2. Почему в твердых телах энергия не может передаваться путем конвекции? 3. Почему газы обладают плохой теплопроводностью?
Домашнее задание. §8,9, упр. 6,7. Подготовить доклад на тему одного из видов теплопередачи (по выбору ученика). Выполнить практическое задание: провести дома эксперимент по наблюдению конвекции в воздухе, записать короткое видео.
Планируемые результаты.
Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о конвекции и излучения, овладеть познавательными универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения конвекции и излучения.
Личностные. Научиться самостоятельно приобретать знания о способах теплопередачи и практической значимости изученного материала; развивать уважительное отношение друг к другу, к учителю.
Общие предметные. Понимать природу явлений конвекции и излучения, применять знания о конвекции и излучении для объяснения различных технических устройств и приборов, решать практические задачи повседневной жизни и обеспечивать ее безопасность.
Частные предметные. Различать явления конвекции и излучения, принимать принцип действия различных приборов (термос, обогревателя, и др.).
Ход урока.
Организационный момент.
Проверка домашнего задания. Актуализация знаний.
Разобрать упр.5 и задание после §7.
(слайд 1) Фронтальный опрос:
1. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела? Приведите примеры.
2. Что такое теплопередача?
3. Какие виды теплопередачи вы знаете?
4. Объясните механизм теплопроводности.
5. Проведите примеры использования веществ с различной теплопроводностью на практике и в технике.
6. Назовите особенности теплопроводности.
Изучение нового материала.
Конвекция.
(слайд 2) Отгадайте загадки:
1) Загляните под окошко –
Там растянута гармошка,
Но гармошке не играет –
Нам квартиру согревает... (батарея)
2) Наша толстая Федора
наедается не скоро.
А зато когда сыта,
От Федоры – теплота... (печь)
Батареи, печи, радиаторы отопления используются человеком для обогрева жилых помещений, а точнее нагревания воздуха в них. Происходит это благодаря конвекции – следующему виду теплопередачи.
Проблемный вопрос.
Что такое конвекция?
(делают попытки ответить на вопрос, но в целом затрудняются на него ответить)
Опр.Конвекция – это перенос энергии струями жидкости или газа.
Опыт. Демонстрация процесса конвекции:
Эксперимент с сосудом воды и красителем: нагревание дна сосуда спиртовкой показывает движение окрашенной воды вверх, что иллюстрирует конвекционные потоки.
Прочитайте определение еще раз, попробуйте объяснить каким образом происходит передача энергии путем конвекции.
Проблемный вопрос:
Каким образом происходит нагревание воздуха в классе?
(делают попытки объяснить процесс передачи энергии путем конвекции, если не получается объясняю самостоятельно, сопровождая рассказ показом анимации)
(слайд 3) Воздух, соприкасаясь с батареей, от нее нагревается, при этом он расширяется, его плотность становится меньше плотности холодного воздуха. Теплый воздух, как более легкий, поднимается вверх под действием силы Архимеда, а тяжелый холодный воздух опускается вниз. Затем снова: более холодный воздух доходит до батареи, нагревается, расширяется, становится легче и под действием Архимедовой силы поднимается вверх и т.д. Благодаря такому движению воздух в комнате прогревается.
Опыт. Демонстрация процесса конвекции воздуха:
Бумажная вертушка, помещенная над включенной лампой, начинает вращаться.
Попробуйте объяснить, как это происходит?
(Холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх, при этом вертушка вращается).
Обратите внимание, что в отличие от теплопроводности,при конвекции происходит перенос вещества и в твердых телах конвекция не происходит.
Различаютдва вида конвекции:естественную и вынужденную.
Нагревание жидкости в кастрюле или воздуха в комнате – это примеры естественной конвекции. Для ее возникновения вещества нужно нагревать снизу или охлаждать сверху. Почему именно так? Если нагревать будем сверху, то куда будут перемещаться нагретые слои воды, а куда холодные?
(Ответ: никуда, так как нагретые слои и так уже наверху, а холодные слои так и останутся внизу)
Вынужденная конвекция наблюдается, если жидкость перемешивать ложкой, насосом или вентилятором.
Давайте выделим особенности процесса конвекции. (выслушиваю предположения, правильные высказывания поясняю и записываю на доске)
(слайд 4) Особенности конвекции:
•возникает в жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме;
•само вещество переносится;
•нагревать вещества нужно снизу.
Примеры конвекции:
1) холодные и теплые морские и океанические течения,
2) в атмосфере, вертикальные перемещения воздуха приводят к образованию облаков;
3) охлаждение или нагревание жидкостей и газов в различных технических устройствах, например в холодильниках и др., обеспечивается водяное охлаждение двигателей внутреннего сгорания.
Излучение
Проблемный вопрос.
Всем известно, что Солнце основной источник тепла на Земле. Земля находится от него на расстоянии 150 млн. км. Как передается тепло от Солнца на Землю?
(учащиеся выдвигают предположения, пытаются дать ответ на вопрос)
Между Землей и Солнцем за пределами нашей атмосферы все пространство – вакуум. А нам известно, что в вакууме теплопроводность и конвекция происходить не могут.
Каким способом происходит передача тепла?
(выслушиваю варианты ответов учеников)
(слайд 5) Здесь осуществляется еще один вид теплопередачи – излучение.
Опр.Излучение – это теплообмен, при котором энергия переносится электромагнитными лучами.
Отличается от теплопроводности и конвекции тем, что теплота в этом случае может передаваться через вакуум.
Физкультминутка "Теплообмен"
Поднятие рук вверх («Тепловое расширение»): «Представьте, что ваши руки — это молекулы воздуха. Когда воздух нагревается, он расширяется. Давайте поднимем наши «молекулы» вверх!»
Ученики поднимают руки над головой и медленно разводят их в стороны, имитируя расширение.
Наклоны вперед («Конвекционные потоки»): «Теперь давайте покажем, как происходит конвекция. Когда теплый воздух поднимается вверх, холодный опускается вниз.»
Ученики наклоняются вперед, касаясь пола, а затем выпрямляются, поднимая руки вверх.
Круговые вращения руками («Излучение»): «Излучение — это когда энергия передается в виде волн. Давайте покрутим нашими руками, словно мы распространяем волны!»
Ученики выполняют круговые движения руками сначала в одну сторону, потом в другую.
Завершение («Охлаждение»): «И наконец, когда тело остывает, оно возвращается в исходное положение.»
Ученики медленно опускают руки вдоль туловища и расслабляются.
(Продолжение объяснения материала)
Излучают энергию все тела: тело человека, печь, электрическая лампа.
Чем выше температура тела, тем сильнее его тепловое излучение.
Тела не только излучают энергию, но и поглощают ее.
Причем темные поверхности лучше поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность.
Давайте выделим особенности процесса излучения. (выслушиваю предположения, правильные высказывания поясняю и записываю на доске)
(слайд 6) Особенности излучения:
•происходит в любом веществе;
•чем выше температура тела, тем интенсивнее излучение;
•происходит в вакууме;
•темные тела лучше поглощают излучение, чем светлые и лучше излучают.
Примеры использования излучения тел:
- поверхности ракет, дирижаблей, воздушных шаров, спутников, самолётов, окрашивают серебристой краской, чтобы они не нагревались Солнцем. Если наоборот надо использовать солнечную энергию, то части приборов окрашивают в темный цвет.
- Люди зимой носят темные одежды (черного, синего, коричного цвета) в них теплее, а летом светлые (бежевые, белые цвета). Грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый, потому что тела с темной поверхностью лучше поглощают солнечное излучение и быстрее нагреваются.
(слайд 7) Рассмотрим пример излучения и поглощения тел белого и черного цвета. (интерактивная модель)
Закрепление материала.
Самостоятельная работа по заданиям:
(слайд 8) Задание 1. Составьте классификацию данных вещества и материалы по степени их теплопроводности: газы, гранит, вода, жир, серебро, подсолнечное масло, медь, кирпич, шерсть, золото, железо, пух, мрамор, мех, солома, опилки, снег, ртуть, войлок, стекловата, олово, железобетон. (с проверкой)
(слайд 9) Задание 2. Заполните таблицу. (с проверкой)
Сравните виды теплопередачи.
Объекты сравнения Сравниваемые признаки | Виды теплопередачи | ||
Теплопроводность | Конвекция | Излучение | |
Механизм передачи энергии | От молекулы к молекуле в результате их теплового движения и взаимодействия | Струями жидкости или газа (тёплые потоки поднимаются вверх благодаря архимедовой силе) | Невидимыми лучами |
В какой среде возможен данный вид теплопередачи? | Преимущественно в твёрдых телах | В жидкостях и газах | В газе, вакууме, любой среде |
Сопровождается ли переносом вещества | Нет | Да | Нет |
Домашнее задание.
(слайд 10) §8,9, упр. 6,7
Подготовить доклад на тему одного из видов теплопередачи (по выбору ученика).
Выполнить практическое задание: провести дома эксперимент по наблюдению конвекции в воздухе, записать короткое видео.
Подведение итогов урока. Рефлексия.
(слайд 11)
- Можно ли считать выполненной задачу, поставленную в начале урока?
- Какие новые термины мы изучили на уроке? Что они означают?
- Чему вы научились?
- Как вы можете использовать на практике полученные знания?
Рефлексия «Смайлики»
Литература:
Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник., М.: Дрофа, 2023.
Методическое пособие к учебнику Перышкин А.А./ Н.В. Филонович, М.: Дрофа, 2023.
«Физика в анимациях http://interfizika.narod.ru/mecan/reakt.swf
Мультимедийные пособия по теме «Конвекция. Излучение.» (Класс!ная физика для любознательных, стр. http://class-fizik.ru/8cla.html из «Единой коллекции ЦОР»
