Урок № 6 Виды теплопередачи

Урок № 6 7 класс Дата 27.04.20.

Тема: Виды теплопередачи

Цель:

1.Познакомить учащихся с видами теплообмена – теплопроводностью, конвекцией, излучением

2. Объяснить явления, связанные с теплопередачей.

1. Организационный момент

Просмотреть учебное видео

https://resh.edu.ru/subject/lesson/2594/main/Урок2 Теплопроводность. Конвекция. Излучение

2.Актуализация

1.Какую энергию называют внутренней энергией тела?

(Кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальная энергия их взаимодействия составляют внутреннюю энергию тела)

2. Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию?

(внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей)

3. Как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу? Если тело само совершает работу?

(если над телом совершают работу, то его внутренняя энергия увеличивается; если тело само совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается)

4. Что такое теплопередача?

(процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей)

5. Как происходит теплопередача?

(теплопередача происходит всегда в определённом направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой).

6. Выберите (устно) номера примеров, в которых внутренняя энергия изменилась способом теплопередачи:

1. покрышки колес нагрелись при движении,

 2. ложка, нагрелась в горячем чае,

3. мальчик греется у костра,

4. нож нагрелся при заточке на наждачном круге,

5. медная проволока нагрелась в месте сгиба.

6. снег тает в руке.

3. Изучение нового материала

Теплопроводность — явление, при котором тепло предается от более нагретых частей тела к менее нагретым.

Наблюдать передачу тепловой энергии можно на следующем опыте:

Возьмем тонкий стальной стержень и будем его нагревать с одного конца. Для того чтобы обнаружить как по нему распространяется тепло, прикрепим вдоль него с помощью воска канцелярские кнопки.

• Как вы думаете, что будет происходить с кнопками при нагревании стержня?

• Как это будет происходить? Какие у вас будут гипотезы?

Вывод: Нагревая один конец стержня, мы обнаруживаем, что кнопки вдоль него будут постепенно отпадать из-за таяния воска.

В начале отпадут кнопки, расположенные ближе к пламени, а затем, постепенно, и расположенные дальше.

Вывод: при нагревании одного конца стержня тепло передается постепенно по всей его длине и тело нагревается целиком.

Вывод: распространение тепла происходит за счет передачи энергии движения от одной молекулы к другой.

Постановка мысленного опыта: в калориметр с горячей водой опустить одновременно деревянный карандаш, пластмассовую ручку и длинный металлический гвоздь. Достать предметы через несколько секунд и оценить степень их нагретости.

• Какой предмет оказался более горячим? Почему?

• Какой предмет оказался более холодным? Почему?

Проговорите ваши предположения.

Вывод: есть вещеста, которые являются хорошими проводниками тепла вещества, и есть плохо проводящие тепло, называют теплоизоляторам.

Вывод: металлы хорошо проводят тепло, а дерево и пластмасса — плохо.

Оказывается, явление теплопроводности широко используется не только человеком, в повседневной жизни, но и животными:

• Тетерев зимой спит, зарывшись в снег. Почему?

• Водоемы зимой покрываются льдом, а температура воды даже в сильный мороз не опускается ниже + 4⁰С. Почему?

Подумайте, как ответить на эти вопросы. Устно.

Примеры теплопроводности:

1. Снег — пористое, рыхлое вещество, в нем содержится воздух. Поэтому снег обладает плохой теплопроводностью и хорошо защищает землю, озимые посевы, плодовые деревья от вымерзания.
2. Кухонные прихватки сшиты из материала, который обладает плохой теплопроводностью. Ручки чайников, кастрюль делают из  материалов обладающих плохой теплопроводностью. Все это защищает руки от ожогов, при прикосновении к горячим предметам.
3. Вещества с хорошей  теплопроводностью (металлы) используют для быстрого нагревания тел или деталей.

2. Конвекция

Конвекция – это перенос энергии струями жидкости или газа.
Попробуем объяснить, как  происходит конвекция в жилых помещениях.
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.

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).

Различают два 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.

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

(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?
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? Здесь осуществляется еще один вид теплопередачи – излучение.

Излучение – это теплообмен, при котором энергия переносится   электромагнитными лучами.

Отличается от теплопроводности и конвекции тем, что теплота в этом случае может передаваться через вакуум.

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.

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.

4. Итог урока

– С какими видами теплопередачи мы познакомились?
– Определите, какой из видов теплопередачи играет основную роль в следующих ситуациях:

а) нагревание воды в чайнике (конвекция);
б) человек греется у костра (излучение);
в) нагревание поверхности стола от включенной настольной лампы (излучение);
г) нагревание металлического цилиндра, опущенного в кипяток (теплопроводность).

5. Домашняя работа

1.§ 32,прочитать

2. Письменно объяснить, что происходит на картинках с точки зрения явления теплопередачи. ПРОВЕРЯЕТСЯ

А) фото, изображены белый медведь и заяц. Кто из них меняет окраску? Почему?

Б)

В) Д

Д)

Г)