Разработка на тему Количество теплоты с использованием онлайн симуляции

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ХАКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Ф. Катанова

Институт естественных наук и математик

Кафедра математики, физики и информационных технологий

Направление подготовки 44.04.01 – Педагогическое образование, направленность Современные цифровые технологии в образовании

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

Разработка

Нагаев А.А.

Абакан, 2024

Организационный момент 3

Изучение нового материала. 3

Закрепление изученного материала 5

Домашнее задание 6

Цель урока: изучить явление передачи теплоты, узнать, что такое «удельная теплоёмкость».

Задачи:

Образовательные: сформировать понятие удельной теплоёмкости; обеспечить усвоение формулы расчёта количества теплоты для удельной теплоёмкости.

Развивающие: развивать логику мышления, в целях формирования научного мировоззрения.

Воспитательные: воспитывать чувство взаимопомощи и внимания друг к другу, умение работы в паре и в группе.

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, практический.

Средства обучения и оборудование: учебник, дидактические материалы, интерактивная доска, компьютер, проектор.

Ход урока:

Приветствие детей. Проверка журнала.

1. Какую энергию называют внутренней?

2. От чего зависит величина внутренней

Обратите внимание на экран. Перед вами симуляция передачи тепла от одного нагретого вещества другому. Если мы нагреем кусок меди и погрузим его в воду, то можно увидеть, как энергия передаётся от одного тела другому. То же самое происходит с железом, которое погрузили в масло. Получается, что передача тепла работает по такому же принципу, что и передача энергии. По закону сохранения энергии мы помним, что она никуда не исчезает, а переходит из одного состояния в другое (Рисунок 1).

Рисунок 1

Процесс работы с данной симуляцией интуитивно понятен. Материалы передвигаются зажатием левой кнопки мыши. С помощью ползунка можно регулировать температуру материала, выставленного на нагреватель. У симуляции нет визуального обозначения нагрева, но есть обозначение энергии учащиеся видят, как тепловая энергия передаётся от одного вещества другому. Взаимодействие с симуляцией проводит учитель, демонстрируя её на большом экране.

Получается, что для нагрева тело или вещество должно получить определённое количество теплоты.

Количество теплоты (Q) – энергия, которую тело получает или теряет при теплопередаче.

количество теплоты зависит от массы, изменения температуры и рода вещества. Зависимость количества теплоты от рода вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной теплоемкостью вещества. Удельная теплоемкость вещества называется физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить тело массой 1 кг для нагревания его на 1 ^оС. Для некоторых веществ удельная теплоемкость известна. Рассмотрим таблицу 1 в учебнике.

Формула для расчета количества теплоты:

c – удельная теплоемкость вещества,

m – масса,

∆t – изменение температуры.

От чего зависит количество теплоты?

Q (1 Дж) – количество теплоты зависит от: массы тела (m), рода вещества, из которого состоит тело (с), изменения температуры тела (∆t).

В каких единицах измеряют количество теплоты?

Количество теплоты измеряют в Джоулях (Дж)

1 мДж = 0,001 Дж

1 к Дж = 1000 Дж

1 МДж = 1000000 Дж

Удельная теплоемкость

Величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1 ºС.

Удельная теплоемкость вещества в разных агрегатных состояниях – твердом, жидком, газообразном – различная.

- Что такое количество теплоты?

 - от чего зависит количество теплоты?

 - в чем измеряется количество теплоты?

 - Что показывает удельная теплоемкость вещества?

 - Какова единица измерения удельной теплоемкости?

Решение задач

Задача №1

Какое количество теплоты отдаст стакан горячего чая (90ºС), остывая до комнатной температуры (20ºС)? Массу чая принять равной 200 г.

Решение:

Q = cm (t₂ –t₁)

Q = 4200 · 0,2 · (20 – 90) = - 58 800 Дж

Ответ: 58800 Дж.

Задача №2

Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,35 т, если при ее остывании температура изменилась на 50 °С?

Задача №3

Чтобы нагреть 110 г алюминия на 90 ⁰С требуется количество теплоты, равное 9,1 кДж. Вычислите удельную теплоемкость алюминия.

§31, задачи 31.1,31.2

В ходе проведения урока, учащиеся смогли получить доступное понимание темы за счёт визуализации. Уровень полученных знаний в дальнейшем будет анализироваться за счёт проводимого исследования.