Конспект урока по теме "Энергия топлива"

Конспект урока по теме

Энергия топлива

Тип урока - урок изучения нового материала

Форма работы учащихся – фронтальная, групповая

Цель урока – познакомить учащихся с энергией топлива и удельной теплотой сгорания топлива, изучить вопросы использования внутренней энергии топлива, выделение тепла при сгорании топлива, сформировать представление об отрицательном влиянии продуктов сгорания топлива на экологию;

Задачи урока:

Обучающие – углубить знания учащихся о топливе, выяснить физическую суть энергии топлива и удельной теплоты сгорания топлива, научиться определять количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива;

Развивающие – развивать аналитическое мышление, умение наблюдать, выдвигать гипотезы, анализировать и объяснять результаты эксперимента, делать выводы, работать с таблицей, применять полученные знания в жизни;

Воспитательные – формировать у учащихся бережное отношение к природе, понимать экологические проблемы, связанные с процессом сгорания топлива, содействовать воспитанию интереса к предмету и как следствие к позитивному отношению к учебе, воспитывать навыки культуры общения и умения работать в группе;

Личностные – убежденность в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества

Метапредметные:

Познавательные – анализ проблемной ситуации, выдвижение гипотез и их обоснование, наблюдение и анализ эксперимента, формирование мыслительных операций познания: сравнение, обобщение, моделирование, анализ;

Регулятивные – целеполагание, постановка учебной задачи, составлений последовательности действий по открытию нового знания, следование правилам работы в группе;

Коммуникативные – умение выражать свои мысли, кратко и точно отвечать на вопросы, умение рассуждать, вести диалог, умение работать в группе;

Предметные – понимание физических основ энергии топлива, осознание возможных причин техногенных и экологических катастроф, умение работать с научно-популярными текстами, выделяя существенное, формулируя вопросы по тексту.

Оборудование: штатив – 2 шт, держатели -2 шт, пробирки – 2 шт, термометры – 2 шт, огнеупорные баночки под топливо – 2 шт, вода, спирт, керосин, вата, спички, свеча, стакан, компьютер, проектор, экран, презентация; папка с набором заданий для каждой группы – 4 шт;

Структура урока

1. Оргмомент – 1 мин

2. Актуализация знаний – 2 мин

3. Постановка темы и цели урока – 4 мин

4. Изучение новой темы – 20 мин

5. Первичное закрепление – 12 мин

6. Домашнее задание – 1 мин

7. Рефлексия – 5 мин

Ход урока

1.Орг. момент

(Приветствие. Положительный эмоциональный настрой. Правила работы в группах.)

(Слайд 1)

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы с вами проведем урок, на котором будем работать в группах. Я хочу пожелать вам успехов в нашей с вами работе, и я думаю, что у нас все получится. Каждая группа получает свой номер. Ознакомьтесь с правилами работы в группах.

(Слайд 2) Правила работы в группах

- АКТИВНО УЧАСТВУЙТЕ В ОБСУЖДЕНИИ ВОПРОСОВ

- СОВМЕСТНО ДЕЛАЙТЕ ВЫВОДЫ

- УВАЖАЙТЕ ДРУГ ДРУГА

ПОМНИТЕ: ОТ ВКЛАДА КАЖДОГО УЧАСТНИКА ЗАВИСИТ РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ ГРУППЫ!

2. Актуализация знаний

Итак, начинаем наш урок. Мы с вами знаем, что окружающий нас мир, физические явления изучают в физике определенным образом. У вас на столе имеется 5 карточек с названиями этапов изучения любого физического явления. Задание: разместите, карточки в том порядке, в котором изучаются явления. 1 минута на работу.

(Через минуту проверяем, что получилось.)

(Слайд 3)

- НАБЛЮДЕНИЕ

- ГИПОТЕЗА

- ЭКСПЕРИМЕНТ

- ЗАКОН

- ПРИМЕНЕНИЕ

Спасибо. Мы с вами изучаем тепловые явления, и сегодня продолжим этот раздел.

3. Постановка темы и цели урока

Посмотрите на экран. Здесь изображены оливки и ТЭС. Что их объединяет?

(Слайд 3)

Посоветуйтесь в группах. Вспомните, как получают оливки? Только 40% от оливок идет на масло, а 60% - отходы (косточки и жмых).

В Северной Ирландии на ТЭС в Килруте в качестве топлива сжигали отходы от оливок.

В качестве чего использовали отходы? (Топливо)

А что вырабатывает электростанция? (Энергия)

А вы можете предположить, что мы сегодня будем изучать? (Энергия топлива)

Вам удалось сформулировать тему урока. Запишем ее. Как вы думаете, какова цель нашего урока, на какие вопросы мы будем отвечать, рассматривая данную тему? Пожалуйста.

(Высказывания учащихся)

Обобщив все ваши высказывания, мы должны на уроке рассмотреть следующие вопросы:

(Слайд 4)

ЭНЕРГИЯ ТОПЛИВА

- ЧТО ТАКОЕ ТОПЛИВО

- ВИДЫ ТОПЛИВА

- КАК ОБРАЗУЕТСЯ ЭНЕРГИЯ ТОПЛИВА

- КАК РАССЧИТАТЬ ЭНЕРГИЮ ТОПЛИВА

- ГДЕ ПРИМЕНЯЕТСЯ ЭНЕРГИЯ ТОПЛИВА

4. Изучение новой темы

Какие виды топлива вам известны? Примеры. Спасибо. Предположите, что такое топливо? Запишем определение.

(Слайд 5)

ТОПЛИВО – ВЕЩЕСТВО, КОТОРОЕ СПОСОБНО ГОРЕТЬ И ВЫДЕЛЯТЬ ПРИ ЭТОМ ТЕПЛО.

А какое главное условие горения топлива?

Посмотрите опыт. Горящую свечу накроем стаканом. Что происходит? Почему свеча погасла?

Итак, главное условие горения топлива – это наличие кислорода, который присутствует в воздухе. Любое топливо содержит в себе углерод. Чем больше углерода в топливе, тем оно лучше. При горении каждый атом углерода соединяется с двумя атомами кислорода и при этом образуется углекислый газ и выделяется энергия в виде тепла.

(Слайд 6)

ТОПЛИВО + КИСЛОРОД = УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ + ТЕПЛО

Вы назвали много видов топлива. В нашем городе есть металлургические заводы, на которых основным видом топлива является уголь.

(Слайд 7)

Также есть предприятие Тулатеплосеть, где используется природный газ и мазут.

(Слайд 8)

Это наиболее распространенные виды топлива, запасы которых ограниченны, да и обострились экологические проблемы (загрязнение атмосферы, изменение климата, болезни). Существуют альтернативные виды топлива, например, биотопливо. В Германии работают несколько автобусов, которые заправляются соевым и рапсовым маслом. Рапсовое масло оставляет запах жареной картошки, распространяющийся за автобусом. Немцы из Штутгарда изобрели способ переработки отходов от производства сыра в биотопливо. Слоновая трава (родственница сахарного тростника) высотой до 4 м используется также как биотопливо. Великобритания приняла программу по выращиванию этой травы. В нашей стране также ведутся разработки по созданию альтернативных видов топлива.

Выясним, от чего зависит количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива и как его можно рассчитать. Предлагаю на нашем уроке получить закон, по которому можно рассчитать количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива. Пожалуйста, предположите, от чего может зависеть это количество теплоты?

1. Масса топлива

2. Вид топлива

Что ученые делают с гипотезой? Мы это обсудили в начале урока. Гипотезу проверяют экспериментом, и если она подтверждается экспериментом, то достигают закона.

Начнем с эксперимента.

-(2 пробирки с одинаковым количеством воды и опущенными в них термометрами нагреваем с помощью спирта: 2мл и 1 мл)

Что мы наблюдаем? Вывод: Чем больше масса топлива, тем сильнее нагревание и больше выделяется теплоты. Запишем этот вывод.

Выясним, как влияет вид топлива.

(На фольгу положим 2 кусочка ваты и капнем про 3 капли: спирт, керосин.) Сравним, какая фольга больше нагрелась?

(По технике безопасности опыт проводит учитель, так как учащимся запрещено работать с горючим)

Зависит ли энергия топлива от вида топлива? Итак, обобщая 2 эксперимента, скажите отчего же зависит количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива? Запишите этот вывод.

(Слайд 9)

Откуда в топливе берется энергия? Все виды топлива обладают внутренней энергией, которая многие годы под воздействием Солнца в них накапливается. Важно уметь рассчитывать энергию топлива. Как же это сделать? Лабораторным путем определяют количество теплоты, выделяемое при сгорании 1 кг топлива. Эту величину называют удельной теплотой сгорания. Слово «удельная» означает приходящаяся на единицу.

q – удельная теплота сгорания. Это величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при сгорании 1 кг топлива. Есть таблицы.

(Слайд 10)

Сравните, эти значения для спирта и керосина в таблице и что у нас получилось в эксперименте.

Если сжигать не 1 кг, а 3 или 4, как будет меняться Q?

Следовательно,

Q = q m

(Слайд 11)

Q=qm

Q – количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива (Дж)

q – удельная теплота сгорания (Дж/кг)

m – масса топлива (кг)

Нам с вами удалось придти к таким же выводам, к каким в XIX веке пришел английский физик Джеймс Джоуль и немецкий ученый Майер. Я хочу вас поблагодарить за это.

Давайте воспользуемся этим законом и рассчитаем энергию, выделяющуюся при сгорании 5 кг сухих дров. Ответ получим в МДж.

Где применяют энергию топлива? Энергия топлива применяется для совершения работы и для теплопередачи. У вас на столе на карточке даны 6 примеров использования энергии топлива. Укажите стрелочкой, как используется энергия топлива.

5.Первичное закрепление

А сейчас каждая группа получит по одному вопросу по изученной теме. Обсудите вопрос в группе и дайте ответ.

Вопрос 1 группы. Почему удельная теплота сгорания сырых дров меньше, чем удельная теплота сгорания сухих дров той же породы?

Вопрос 2 группы. Почему при помощи одной спички легко зажечь лучину, а крупное полено нельзя?

Вопрос 3 группы. Почему порох невыгодно использовать как топливо?

Вопрос 4 группы. В топке было сожжено одинаковое количество каменного угля и сухих дров. Сравните количество теплоты, выделяемое при их сгорании.

А сейчас мы с вами расширим знания по данной теме. У вас на столах лежат научные тексты. Каждая группа имеет свой текст. Вы должны внимательно прочитать этот текст и составить вопрос по этому тексту для соседней группы, при этом вы должны уметь ответить на вопрос другой группы. Текст, по которому вам будет задан вопрос, тоже дан. Для этой работы вам необходимо распределить обязанности в группе. Кто-то составляет вопрос, а кто-то изучает текст, по которому вам зададут вопрос. Как вы поняли задание? На эту работу вам 3 минуты.

(Заслушиваем вопросы и ответы, обсуждаем услышанное)

А теперь решим задачи. (Каждая группа получает задачи)

Задача 1 группы. Сколько сухих дров нужно сжечь, чтобы получить 60 МДж теплоты?

Задача 2 группы. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 100 г спирта?

Задача 3 группы. При полном сгорании 0,5 кг топлива выделилось 17 МДж теплоты. Какова удельная теплота сгорания топлива? Что это за топливо?

Задача 4 группы. Какая масса каменного угля была сожжена в печи, если при этом выделилось 67,5 МДж теплоты?

(Группы озвучивают решение задачи)

(Слайд 12)

6. Домашнее задание: найдите материал в интернете о мусоре, как альтернативном источнике энергии.

П. 10 Упр. 9

7.Рефлексия

Итак, нам сегодня на уроке удалось пройти все этапы научного познания. Удалось ли нам ответить на вопросы, которые мы ставили в начале урока?

(Слайд 4)

(Заслушать ответы на вопросы)

Вы хорошо работали на уроке, и я попрошу вас сейчас заполнить лист самооценки. И в заключении посмотрите на экран . Выберите фразы и продолжите

(Слайд 13)

-Я познакомился с …

- Было непросто …

- Меня удивило …

- У меня получилось …

- Мне запомнилось …

- Я узнал …

Наш урок подходит к концу. Я благодарю вас за урок и желаю вам в этой жизни накапливать только позитивную энергию и щедро дарить ее окружающим.