Урок по физика „Вътрешна енергия

Презентация към урока

Цели на урока:

развитие на интересите и способностите на учениците въз основа на предаването им на знания и опит от познавателни и творчески дейности;
разбирането на учениците за такива важни понятия като енергия, вътрешна енергия, пренос на топлина и нейните видове: топлопроводимост, радиация, конвекция;
формирането на идеи на учениците за основните закони на природата на примера на закона за запазване на енергията.

Задачи:

усвояване от учениците на знания за вътрешната енергия, начините за нейното изменение, запознаване с понятията: топлообмен, топлопроводимост, излъчване;
формиране на способността на учениците да наблюдават природни явления, да провеждат експериментални изследвания, да правят изводи;
овладяване от учениците на такива общи научни понятия като природен феномен, емпирично установен факт, резултат от експеримент.

Тип урок: комбиниран.

Демота:

трансформация на механична енергия (на примера на движението на гумена топка и махалото на Максуел);
превръщането на механичната енергия във вътрешна (например падане на оловна топка върху оловна плоча);
промяна на вътрешната енергия според фигури 4 и 5 от учебника (Перишкин А.В. Физика-8), нагряване на монета в пламъка на свещ и когато се търка върху дървена линийка, нагряване на олово с удари на чук;
експерименти съгласно фиг. 6-9 в учебника (А. В. Перишкин, Физика-8);
експерименти на фиг. 10.11 в учебника (Перишкин А. В. Физика-8)
наблюдение на конвекция в газове по примера на наблюдение на конвективни потоци от горяща свещ в проекция върху осветен екран;
дисплей на лампикойто използва явлението конвекция;
нагряване на въздуха в радиатора чрез радиация;
демонстрация на абсорбционната способност на различни вещества.

Забележка:

Материалите, представени в тази презентация, включват няколко теми, които са важни за по-нататъшното изучаване на топлинните явления, предназначени са за използване в няколко урока и при обяснение на нова тема, както и с общо повторение в 8 клас и при изучаването на молекулярна физика в 10 клас.

Препоръчително е да се консолидират придобитите знания по темата, като се използват примери за проблеми, които са достатъчно представени в колекции от задачи по физика:

А.В. Перишкин Сборник задачи по физика 7-9 клас, изд. "Изпит" М., 2013 г.
В И. Лукашик, Е.В. Иванова Сборник задачи по физика 7-9 клас, изд. "Просвещение" АД "Московски учебници", М., 2001 г.
и други.

Следователно тазипрезентация може да се използва частично и (или) изцяло в урока, в зависимост от целите и задачите на този урок. Например при изучаване на нов материал.

Обяснение на новия материал:

Започвайки да формираме концепцията за вътрешна енергия, е необходимо да поканим учениците да си спомнят какво знаят за механичната енергия на телата.

Кога се казва, че телата имат енергия?
Какви са видовете механична енергия?
Кои тела имат кинетична енергия и от какво зависи тя?
От какво зависи потенциалната енергия на тялото?
Дайте примери за трансформация на механична енергия.

Формирането на концепцията за вътрешна енергия се основава на идеята за привидно "нарушение" на закона за запазване на енергията, когато оловна топка се сблъска с оловна топка.печка.

Опит номер 1. Сблъсък на оловна топка в оловна плоча. Въз основа на „нарушаването“ на закона за запазване на енергията и изследването на състоянието на оловната топка след удара те заключават, че всички тела имат енергия, която се нарича вътрешна енергия (слайд 6-8).

След това е необходимо да се обясни на учениците разликата между вътрешната енергия и механичната енергия на телата. Важно е да се заключи, че вътрешната енергия на телата не зависи от механичната енергия на тялото, а зависи от температурата на тялото и агрегатното състояние на веществото. С други думи, вътрешната енергия на тялото се определя от скоростта на движение на частиците, които изграждат тялото, и тяхното взаимно разположение.

Следващият етап в изучаването на нов материал е изучаването на начините за промяна на вътрешната енергия на тялото. Експериментите могат ясно да демонстрират, че е възможно да се промени вътрешната енергия на тялото при извършване на работа (върху тялото и самото тяло) и по време на пренос на топлина.

Това са следните преживявания:

1. Промяна във вътрешната енергия чрез извършване на работа върху тялото.

Опит номер 2. Разтрийте монета върху дървена линийка, дланите на ръцете една в друга. Учениците заключават: вътрешната енергия на тялото се е увеличила.

Експеримент #3. Вземете въздушен запалител. При бързо компресиране въздухът се нагрява толкова значително, че етерните пари в цилиндъра под буталото се запалват. Учениците заключават: вътрешната енергия на тялото се е увеличила.

2. Промяна на вътрешната енергия при извършване на работа от самото тяло.

Опит № 4. В дебелостенен стъклен съд, затворен с тапа, изпомпваме въздух с помпа през специален отвор в него. След известно време тапата ще излети от съда. В момента, когато тапата излети от съда, е необходимо да се привлече вниманието на ученицитеобразуването на мъгла в стъклен съд, което показва намаляване на температурата на въздуха и водните пари в него. Учениците заключават: вътрешната енергия на тялото е намаляла.

3. Промяна на вътрешната енергия чрез пренос на топлина.

Въз основа на преживявания от ежедневието (лъжица, потопена в горещ чай, се нагрява, горещата ютия, изключена в стаята, изстива).

Въз основа на всички примери и експерименти се прави общо заключение: вътрешната енергия на тялото може да се променя (увеличава или намалява) с времето по време на топлообмена на това тяло с телата около него и по време на извършване на механична работа (слайд 9).

Когато се описват механизмите и методите на пренос на топлина, е необходимо да се привлече вниманието на учениците към факта, че преносът на топлина винаги се извършва в определена посока: от тяло с по-висока температура към тяло с по-ниска температура, което по същество води учениците до идеята за втория закон на термодинамиката.

Разглеждането на различните видове пренос на топлина започва с топлопроводимостта. За да се проучи това явление,експеримент № 5 се разглежда с нагряване на метален прът (вижте учебника Peryshkin A.V. Физика-8) Въз основа на резултатите от експеримента учениците установяват факта на пренос на топлина от една част на тялото към друга и го обясняват.

След това се въвежда концепцията за добри и лоши проводници на топлина. Те ясно демонстрират върху простиексперименти № 6, № 7, № 8, описани в учебника (A.V. Peryshkin Physics-8), различната топлопроводимост на веществата и разглеждат използването в технологиите, ежедневието и природата на свойствата на телата да провеждат топлина по различни начини (слайд 11-13).

Изследването на явлението конвекция започва със следнияексперимент № 9: епруветка, пълна с вода, се нагрява на спиртна лампав горната част на тръбата. В същото време водата остава студена на дъното на епруветката и кипи на върха. Учениците правят заключение, че водата е лош проводник на топлина. Но! Въпрос към учениците: Как се загрява вода например в чайник? Защо?

Отговор на тези въпроси ще получим, ако проведем следнияопит № 10 : ще нагреем колба с вода отдолу на спиртна лампа, на дъното на която е поставен кристал от калиев перманганат, оцветяващ конвекционните течения.

За да демонстрирате конвекция в газове, можете да използвате проектор и да наблюдавате конвекционните потоци, идващи от горяща свещ в проекцията на екрана.

Като примери за конвекция в природата се разглежда образуването на дневен и нощен бриз, а в техниката - образуването на тяга в комините, конвекция при нагряване на вода, водно охлаждане на двигател с вътрешно горене (слайд 14-15).

Концепцията за радиацията като един от методите за пренос на топлина може да започне, като се зададе въпросът: „Може ли енергията на Слънцето да се пренесе на Земята чрез топлопроводимост? Конвекция? Учениците заключават, че не може и следователно има друг начин за пренос на топлина.

Можете да продължите запознаването си с радиацията, като поставитеексперимент № 11 върху нагряване на радиатор, свързан с манометър за течност и разположен на известно разстояние от страната на електрическата печка

На учениците се задава въпросът: защо въздухът в радиатора се нагрява? В крайна сметка топлопроводимостта и конвекцията са изключени тук. Възниква проблемна ситуация, в резултат на обсъждането на която учениците стигат до извода, че в случая има особен вид предаване – излъчване – топлопредаване с помощта на невидими лъчи.

Освен това, приексперимент № 12 се установява, че телата с различни повърхности имат различниспособност за абсорбиране на енергия. За това се използва радиатор, в който едната повърхност е лъскава метална, другата е черна и грапава.

В края на обяснението могат да се дадат примери за радиация в природата и техниката (слайд 16-17).