Технологическая карта урока "Количество теплоты"

Тема занятия

Количество теплоты.

Содержание темы

Понятия: теплообмен, количество теплоты, удельная теплоемкость, удельная теплота парообразования, удельная теплота плавления.

Практическое применение: умение находить количество теплоты, удельную теплоемкость, удельную теплоту парообразования, удельную теплоту плавления играет большую роль в повседневной жизни и профессиональной деятельности.

Тип занятия

Комбинированные уроки

Формы организации учебной деятельности

индивидуальная, фронтальная, групповая

Профессия

43.01.09 Повар, кондитер

Этапы занятия

Деятельность преподавателя

Деятельность студента

Планируемые образовательные результаты

Типы оценочных мероприятий

1. Организационный этап занятия

Создание рабочей обстановки, актуализация мотивов учебной деятельности и установок на восприятие, осмысление

Приветствует, проверяет отсутствующих.

Актуализация знаний:

- Вспомните, какие состояния вещества вы знаете.

- Назовите процессы, при которых происходят изменения агрегатного состояния вещества.

- Какое явление называют испарением?

- Какое явление называют конденсацией? - Какое явление называют плавлением?

- Какое явление называют кристаллизацией?

Приветствуют преподавателя, готовятся к учебной деятельности.

Отвечают на вопросы преподавателя

ОК 02

ОК 04

Фронтальный опрос

Подготовка к изучению нового материала

1) Задает проблемный вопрос.

Ученица 5-го класса к приходу родителей с работы решила сварить молочную кашу. В наличии у нее есть алюминиевая, стальная, чугунная кастрюли. Посоветуйте, в какой кастрюле можно варить кашу?

2) Предлагает сформулировать тему и цели урока.

Тема:

Цели:

Изучить понятия …

Научиться вычислять …

Рассмотреть области применения …

3) Задает мотивационный вопрос. Предположите, каким образом полученные на уроке знания и умения помогут вам в повседневной жизни и профессиональной деятельности?

Выдвигают свои предположения

Формулируют и принимают цели урока. В рабочей тетради фиксируют тему и цели урока.

Отвечают на вопросы, предлагают разные варианты.

ОК 01

ОК 02

ОК 03

ОК 04

ОК 05

ОК 07

Наблюдение и оценка решения кейсовой задачи

2. Основной этап занятия

Формирование новых знаний и способов деятельности

1) Организует анализ текста.

Когда мы готовим и когда мы едим, в пище и в нашем организме происходят различные физические, химические и психологические процессы, контролировать которые мы не в состоянии. Если мы поймем хотя бы часть этих процессов, то "великое таинство кулинарии" уступит место более понятному и приятному времяпрепровождению человека на кухне. Что на самом деле происходит при жарке мяса? Почему для жарки нужно выбирать специальную посуду? Нужно ли подбирать кастрюлю для варки супа, или подойдет любая имеющаяся в хозяйстве?
Мы постоянно сталкиваемся с рецептами, созданными специально для того, чтобы мы захотели это приготовить.
Очень интересно провести исследование техники приготовления пищи с точки зрения физики, т. к. это заставляет задуматься над этим процессом.

- О чем говорится в тексте?

- Для чего нам нужно знать количество теплоты?

-Можно ли вычислить количество теплоты?

- От чего зависит количество вещества?

Поясняет, что для того чтобы вычислить количество теплоты, необходимо узнать, от каких величин оно зависит.

2) Организует работу в группах.

Первая группа выясняет зависимость количество теплоты от массы.

Опыт: нагревают от двух одинаковых горелок два сосуда. В одном сосуде находится 0,1 кг воды, а в другом – 0,2 кг. Начальная температура в обеих сосудах одинакова.

Вторая группа выясняет зависимость количество теплоты от температуры.

Опыт: нагревают от двух одинаковых горелок два сосуда с водой. В сосудах находится по 0,2 кг воды. Первый сосуд с водой нагревают до температуры 50 С, другой - до 100 С.

Третья группа выясняет зависимость количество теплоты от рода вещества.

Опыт: Нагревают от двух одинаковых горелок два сосуда с водой и маслом. В сосудах находится по 0,2 кг воды и масла. Сосуды с жидкостями доводят до кипения.

Установлена особая единица для измерения количества теплоты - калория (кал) или килокалория (ккал).

1 ккал=1000 кал.

Калория – это количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1г. воды на 1С.

1 кал=4,19 Дж

Следует понимать, что удельная теплоемкость вещества находящегося в различных агрегатных состояниях, различна.

Например:

Удельная теплоемкость воды 4200Дж/(кгС).

Удельная теплоемкость льда 2100Дж/(кгС).

Удельная теплоемкость воды самая большая, поэтому вода в морях и океанах нагреваясь летом поглощает большее количество теплоты значит в районах расположенных в близи водоёмов, летом не будет очень жарко, а зимой очень холодно. Так как зимой вода остывает и отдает большое количество теплоты.

3) Организует работу в группах. Работа с учебником

Первая группа: вводит понятие удельной теплоты парообразования (работают с учебником).

Вторая группа: вводит понятие удельной теплоты плавления (работают с учебником).

Третья группа: вводит понятие удельной теплоты сгорания (работают с учебником).

4) Предлагает вернуться к проблемной ситуации и решить ее.

Девочка ждет нашей помощи. Какую кастрюлю посоветуете использовать для варки молочной каши? С ответом не спешите. Необходимо учесть все.

Используя дополнительный материал, работая в парах постарайтесь сделать правильный выбор.

(приложения №1,2)

Приложение №1. В наличии у нее есть алюминиевая, керамическая, стеклянная и чугунная кастрюли.

Приложение №2

Металлическая посуда из нержавеющей стали пользуется спросом как среди поваров-любителей, так и у профессионалов. В основном ее ценят из-за высокой износоустойчивости и неподверженности коррозии.

Преимущества посуды из нержавеющей стали:

• Обеспечивают равномерный нагрев. Блюда не пригорают к днищу. К покрытию из нержавейки не будет прилипать еда, а значит при готовке можно использовать меньше масла, сохраняя полезность блюд.

• Экономия энергии. Благодаря тому, что дно кастрюли имеет слой теплосберегающего металла, еда готовится быстрее, что позволяет экономить газ или электричество (в зависимости от плиты). К тому же, дно кастрюли, после снятия ее с плиты, еще какое-то время остается теплым – это позволяет более рационально использовать энергию (например, раньше снимать блюдо с плиты).

• Посуда не влияет на вкус пищи. Поверхность из нержавеющей стали не окисляется, и не вступает в химические реакции с пищей.

• Подходит для разных плит. Готовить в посуде из нержавеющей стали можно на газовой, электрической, индукционной плите – и это еще не весь список.

• Легкая в обслуживании. Посуду легко мыть как вручную, так и с помощью посудомоечной машины, она не требует специального ухода.

Все предметы, изготовленные из чугуна, обладают рядом достоинств:

• Чугунная посуда имеет высокий срок службы. Она является одной из самых долговечных и практически не портится. Вред ей можно нанести лишь в том случае, если сковороду или кастрюлю скинуть с большой высоты на каменный пол. Тогда она, скорее всего, расколется. Но подобные испытания не выдержит посуда и из других материалов.

• Если за поверхностью изделий тщательно ухаживать, то пища в них не будет пригорать. Перед готовкой необходимо как следует прогреть посуду на плите в течение нескольких минут. Тогда можно не волноваться, что еда подгорит.

• Предметам из чугуна не приносит вред высокая или низкая температура, они не деформируются и обладают хорошей износостойкостью.

• Блюда, приготовленные в посуде из чугуна, обладают высокими вкусовыми качествами, пользой и не имеют посторонних запахов и привкуса.

Кроме очевидных достоинств, чугунная посуда имеет и ряд незначительных минусов:

• Предметы, выполненные из чугуна, имеют достаточно большой вес. Поэтому, прежде чем купить сковороды и кастрюли, следует заранее определиться с набором блюд, которые планируется в них готовить.

• При несоблюдении элементарных правил по уходу за такой посудой, она в скором времени может покрыться ржавчиной. Это произойдет в том случае, если после мытья поверхность не вытирать насухо. Ржавчина удаляется жесткой щеткой, а, затем, изделие прокаливается на огне с солью и смазывается маслом. Эмалированная посуда из чугуна не ржавеет, но необходимо следить, чтобы на ней не появились сколы.

• Некоторые продукты могут нанести вред чугунной поверхности, окислив ее, например, томаты или яблоки. Поэтому лучше избегать приготовления блюд с данными ингредиентами.

• Хранение еды в чугунной посуде также не рекомендуется, так как металл способен впитывать запахи долго лежащей пищи, также продукты могут потемнеть. После готовки лучше переложить остатки блюда в пластиковые или стеклянные контейнеры.

Преимущества алюминиевой посуды:

• Вкус, запах и цвет пищи при готовке не ухудшаются.

• Повышенная стойкость к коррозии, долговечность.

• Легкость материала. Даже большие кастрюли будут иметь небольшой вес.

• Высокая теплопроводность. Энергозатраты и время приготовления значительно сокращаются.

• Невысокая стоимость.

В то же время у алюминиевой посуды есть и ряд существенных недостатков:

• В такой посуде нельзя долго хранить готовую пищу. Определенные продукты окрашивает в темно-серый цвет. При ненадлежащем уходе быстро теряет товарный вид и легко царапается.

• Подвержена механическим повреждениям вследствие перемешивания. В случае повреждения или сколов алюминиевые частицы могут попасть в пищу, поэтому стоит отказаться от использования поврежденной посуды.

• Алюминиевую посуду нельзя использовать на индукционной плите, поскольку металл очень гибкий и легко деформируется. Используя в быту посуду, сделанную из алюминия, необходимо строго соблюдать правила ее эксплуатации.

Анализируют текст и отвечают на вопросы.

Выполняют опыт.

Обучающиеся выясняют, что чем больше масса тела, тем большее количество теплоты надо затратить, чтобы изменить его температуру на одно и тоже число градусов.

Выполняют опыт.

Обучающиеся приходят к выводу, что в первом случае воде передано меньшее количество теплоты, чем во втором.

Выполняют опыт.

Обучающиеся приходят к выводу, что сосуду с маслом передано меньшее количество теплоты, чем сосуду с водой.

Делают записи в тетрадях.

Обучающиеся приходят к выводу о том, что количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, зависит от массы этого тела, от изменения его температуры и рода вещества.

Величину, численную равную количеству теплоты, необходимой для превращения при постоянной температуре жидкости массой 1 кг в пар, называют удельной теплотой плавления.

Для превращения жидкости массой m в пар требуется количество теплоты равное:

При конденсации пара происходит выделение такого же количества теплоты:

Величину, численную равную количеству теплоты, необходимой для превращения кристаллического вещества массой 1 кг при температуре плавления в жидкость, называют удельной теплотой плавления.

Для того чтобы расплавить кристаллическое тело массой m необходимо количество теплоты равное:

Количество теплоты, выделяемое при кристаллизации тела, равно:

Удельная теплота сгорания топлива – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании вещества массой m, равно:

Используя дополнительный материал, работают в парах. Делают необходимые расчеты и выводы.

Ответ: для приготовления молочной каши рекомендуем использовать кастрюлю из стали. Благодаря низкой удельной теплоемкости, каша не пригорает в такой кастрюле.

ОК 01

ОК 02

ОК 03

ОК 04

ОК 05

ОК 07

Наблюдение и оценка анализа текста.

Наблюдение за ходом выполнения опытов. Анализ полученных результатов.

Наблюдение и оценка решения кейсовой задачи

Закрепление изученного материала

Предлагает решить экспериментальные задачи:

1. Антон решил дома провести опыт с таянием льда. Для этого он взял два одинаковых кусочка льда, которые приготовил в морозильнике с помощью специальной ячеистой формы для льда. Один кусочек он положил на стеклянное блюдце и поставил блюдце на стол, а другой – на деревянную дощечку и положил её на стол рядом блюдцем.

а) Сравните условия таяния льда на блюдце и деревянной дощечке в описанном опыте. Подчеркните в каждой строке одно из выделенных слов. Размеры кусочков льда: одинаковые/различные. Температура окружающего воздуха для обоих кусочков льда: одинаковая/ различная. Материал, на котором лежат кусочки льда: одинаковый/различный

б) Какие измерения и сравнения надо сделать Антону, чтобы определить, влияет ли материал, на котором лежит лёд, на скорость его таяния?

в) Если бы Антон хотел выяснить, зависит ли скорость таяния льда от того, как долго его замораживали в морозильнике, с помощью какого опыта он мог бы это сделать? Опишите этот опыт.

2. Татьяна решила провести опыт с кипячением воды. Она взяла две одинаковые ёмкости – металлические кастрюли, налила в них с помощью мерного стакана разное количество воды одинаковой температуры: в первую кастрюлю меньше, а во вторую больше. Затем она закрыла обе кастрюли одинаковыми крышками и поставила на две одинаковые конфорки электроплиты, включив одновременно одинаковый режим нагревания на обеих конфорках. Через непродолжительное время закипела вода в первой кастрюле, а ещё через некоторое время – во второй.

а) Сравните условия кипячения воды в ёмкостях в описанном опыте. Подчеркните в каждой строке одно из выделенных слов. Исходная температура воды в ёмкостях: одинаковая/различная Количество воды в ёмкостях: одинаковое/ различное. Материал, из которого сделаны ёмкости: одинаковый/различный.

б) По результатам опыта сделайте вывод о том, как влияет количество воды в ёмкости на скорость её закипания.

в) Если бы Татьяна захотела выяснить, влияет ли исходная температура воды на скорость её закипания, с помощью какого опыта она могла бы это сделать? Опишите этот опыт.

Обучающиеся решают экспериментальные задачи в группах с последующим фронтальным обсуждением

ОК 01

ОК 02

ОК 03

ОК 04

ОК 05

ОК 07

Наблюдение

Анализ задач, оценка решения экспериментальных задач

Предлагает решить качественные задачи:

1. В какой посуде пища подгорает легче: в медной или чугунной? (Ответ: Теплопроводность меди в восемь раз больше, чем чугуна. Отсюда видно, что в медной посуде, поставленной на огонь, пища должна подгорать легче, чем в чугунной).

2. Почему на алюминиевой сковороде пригорает быстрее пища, чем на чугунной?

3. Почему на блине изжаренном на алюминиевой сковороде прорисовывается коричневое (подгорелое) сечение контура пламени, а на чугунной сковороде вся поверхность блина имеет монотонную окраску?

4. Почему в электроплите тепловой поток направлен в основном кверху?

5. Почему стенки пищеварочного котла чуть теплые, хотя внутри кипяток?

6. Почему мокрой тряпкой долго не удержишь горячую сковороду?

7. Почему испаритель в холодильнике изготовляют из алюминия, а не из стали?

8. Почему толстостенный стакан трескается при наливании в него кипятка, а тонкостенный нет?

9. Почему теплота сгорания сырых дров меньше теплоты сгорания сухих дров деревьев той же породы?

10. Алюминиевую и серебряную ложки одинаковой массы опустили в кипяток. Равное ли количество теплоты получат они от воды?

Организует дискуссию по результатам решения качественных задач, корректирует и даёт пояснения к решениям.

Обучающиеся решают качественные задачи в группах с последующим фронтальным обсуждением

ОК 01

ОК 02

ОК 03

ОК 04

ОК 05

ОК 07

Наблюдение

Анализ задач, оценка решения экспериментальных задач

Предлагает решить расчетные задачи:

1. Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25°С, и воду при температуре 100°С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.

2. В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100°С?

3. Определите  массу  серебряной  ложки,  если  для  изменения  ее  температуры  от  20С  до  40С   требуется  250  Дж  энергии. (Удельная теплоемкость серебра 250 Дж/(кгС)).

4. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 4 литров воды в алюминиевой кастрюле массой 500г. от 30С до кипения. 

5. В алюминиевой кастрюле, масса которой 800г, нагревается 5 л воды от 10⁰С до кипения. Какое количество теплоты пойдет на нагревание кастрюли и воды?

6. В кaлopимeтpe нaxoдитcя лёд мaccoй 1 кг пpи тeмпepaтуpe t₁=-40°C. B кaлopимeтp пуcкaют пap мaccoй 1 кг пpи тeмпepaтуpe t₂ = 120°C. Oпpeдeлитe уcтaнoвившуюcя тeмпepaтуpу и фaзoвoe cocтoяниe cиcтeмы. Haгpeвaниeм кaлopимeтpa пpeнeбpeгитe. (c_л=2,110³ Дж/(кг  К), c_в=4,210³ Дж/(кгК), c_п = 2,210³ Дж/(кгК), λ_л =3,310⁵ Дж/кг, r_п = 2,2610⁶ Дж/кг).

7. Сколько воды можно нагреть от 20 °С до 70 °С, используя теплоту, выделившуюся при полном сгорании 0,42 кг сухих дров.

8. В стеклянный стакан массой 200г и емкостью 200мл опускают стальную чайную ложечку массой 15г и наливают доверху кипяток. Какой станет температура ложечки после установления теплового равновесия в системе, если начальная температура ее и стакана равна комнатной? Теплопотерями пренебречь.

9. На сколько градусов понизится температура порции борща на подаче в керамической тарелке массой 250г, если с его поверхности испаряется 5г воды. Удельная теплоемкость борща 3800 Дж/(кгК), керамики – 1100Дж/(кгК). Теплопотерями пренебречь.

10. В стеклянный стакан массой 300г, в котором находится 150г лимонада с температурой 25С, бросают кубики льда массой 30г с температурой –10С. Определите температуру лимонада после таяния льда. Удельная теплоемкость стекла равна (670 Дж/(кгК)).

Организует самостоятельное индивидуальное решение расчётных задач.

Обучающиеся решают задачи в тетрадях

ОК 01

ОК 02

ОК 03

ОК 07

Анализ задач, оценка решения качественных задач

3. Заключительный этап занятия

Подведение итогов работы

1) Подводит итоги, связывая результаты урока с его целями. Акцентируют внимание на конечных результатах учебной деятельности обучающихся на уроке.

2) Организуют рефлексию.

3) Выставляет оценки за работу на уроке, комментируя их.

1) Отвечают на вопросы

2) Проводят самоанализ приобретенных знаний, умений и навыков

ОК 01

ОК 02

ОК 03

ОК 04

ОК 05

Анализ рефлексии

4. Задания для самостоятельного выполнения

1. Какое количество теплоты выделяется при остывании 50л кипятка до комнатной температуры?

2. Сколько фреона должно испариться в холодильной камере, чтобы превратить в лед 1л воды взятой при комнатной температуре?

3. Даны: сосуд с холодной водой, термометр, мензурка. Определите количество теплоты, которое потребуется для нагревания этой воды до температуры 80С.

Записывают домашнее задание.

ОК 01

ОК 02

ОК 03

ОК 04

ОК 05

Оценка выполнения домашних работ