Урок-игра "Физика за чайным столом"

Открытый урок в 8 классе.

Тема. «Физика за чайным столом»

Тип. Урок обобщения и систематизации знаний

Чай освежает тел,

укрепляет дух,

смягчает сердце,

пробуждает мысли,

прогоняет леность.

(Авиценна)

Цели урока:

• обобщение и углубление знаний по теме «Тепловые явления»;

• воспитание культуры общения друг с другом, ответственности за выполнение своей работы перед товарищами;

• развитие интереса к предмету, формирование умения взглянуть на изучаемые явления под другим углом зрения.

Подготовка:

• класс делится на две группы, каждая группа за неделю до урока получает задания: 1) подготовить три вопроса по теме урока, чтобы задать его другой команде; 2) подготовить и провести опыт, объяснить который должна команда-оппонент; вопросы и опыты предварительно обсуждаются с учителем;

• каждой группе – приготовить заварочный чайник, посуду для чаепития, чай и сладости, скатерть, салфетки, куклу-грелку, оборудование для опыта, узнать и оформить материал о пользе чая, о правилах заваривания, о традициях чаепития на Руси и в других странах;

• учителю – приготовить электрические чайники (или самовар), пиалу, стакан с подстаканником.

Оформление доски:

плакат, соответствующий теме урока; тема урока; эпиграф урока; поговорки о пользе чая:

• чай пить – приятно жить;

• выпей чайку – позабудешь тоску;

• устал – пей чай, жарко – пей чай, хочешь согреться – пей чай;

• если чай не пьешь, где силы берешь?

СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ УРОКА

Ход урока

Учитель. Ребята! Я знаю, вы с удовольствием каждый день пьете чай, но уверена, что не многие задумывались над сопровождающими этот процесс физическими явлениями. Сегодня на уроке мы попробуем это сделать. Итак, мы с вами разделились на группы - команды, каждый член команды должен набрать как можно больше баллов - конфет, которые члены жюри будут давать за правильный ответ на вопрос и дополнения.

Каждая группа участвует в трех конкурсах: «Пока чайник закипает», «Опыт», «Эстафета».

Итак, включаем чайник.

КОНКУРС «Пока чайник закипает»

Вопрос 1 группы.

Захотел попить горячего чайку – поставь чайник на плиту, потом залей заварку кипятком. Просто и быстро. Но если говорить строго, то в сравнении с прошлым годом и даже прошлым месяцем, твой чайник будет закипать все дольше. Почему?

Ответ. Ответ на этот вопрос ты найдешь, заглянув внутрь чайника. Если он не очень новый, то на дне и стенках уже образовался серо-коричневый налет – накипь. От этого стенки и дно стали толще, и, чтобы их прогреть, надо больше времени и тепла. К тому же накипь почти в тридцать раз хуже проводит тепло, чем металл, из которого сделан чайник.

Откуда же взялась эта накипь? Вроде каждый раз заливаем в чайник чистую, прозрачную воду? В воде содержится малое количество нерастворимых солей – карбонатов металлов. Их так немного, и частицы их так малы, что вода кажется прозрачной. Когда же она в чайнике выкипает, то есть испаряется, то эти соли остаются и постепенно накапливаются на стенках и дне. Конечно, трудно обнаружить налет после одного кипячения, но через несколько месяцев накипь будет уже заметна.

Вся беда в том, что она не растворяется в воде. Поэтому просто так чайник не отмыть. Если же ты хочешь сделать маме приятное, добавь к литру воды пять столовых ложек уксуса и прокипяти в чайнике этот раствор в течение двух часов. Уксусная кислота взаимодействует с карбонатами. При этом образуются растворимые соли – ацетаты и углекислый газ. Газ улетучивается, а воду с растворенной накипью ты выльешь.

Дополнительный вопрос учителя. А зачем чайник закрывают крышкой?

Вопрос 2 группы.

В каком чайнике лучше кипятить воду?

Ответ. Приходя в магазин наверняка вы замечали, что там продаются чайники с светлой, а иногда и с блестящей поверхностью. Дело в том, что излучение зависит от цвета, и чайник с блестящей поверхностью будет медленнее излучать тепло, а значит, и чай в нем будет дольше оставаться горячим.

Дополнительный вопрос учителя. А почему воду в чайнике нагревают снизу?

Вопрос первой группы.

Что сильнее обжигает: 100-градусный пар или кипяток? Почему?

Ответ. Если, например, под крышкой чайника находится 100-градусный водяной пар, и некоторая его часть при открывании крышки сконденсируется на руке, то выделится количество теплоты . При охлаждении кипятка же выделится количество теплоты , что почти в 10 раз меньше. Таким образом, пар обжигает сильнее кипятка, главным образом, из-за выделяющегося при конденсации значительного тепла. Кроме того больше оказывается и площадь поражения.

Дополнительный вопрос учителя. Из носика чайника идет пар. Но ведь он невидим. Что же тогда мы видим?

Вопрос 2 группы.

А зачем вообще надо кипятить чай?

Ответ. «Чтобы была горячей», - скажете вы. Но воду кипятят еще и затем, чтобы уничтожить бактерии и микробы. Кстати, последнее мнение ученых – в кипящей воде микробов убивает ультразвук. Это очень высокий звук, тоньше комариного писка. Он настолько тонок, что человек не слышит его. Что же происходит в чайнике? Вода начинает кипеть, и образуются воздушные пузырьки. Когда такой пузырек лопается, рождаются звуковые волны, в том числе и ультразвук с очень высокими волнами. Он губителен для микробов потому, что они такие же маленькие, как и длины ультразвуковых волн.

Дополнительные вопросы учителя.

• Почему перед закипанием чайник шумит?

• Какую температуру имеет кипящая вода? Всегда ли вода кипит при 100 С?

• Что такое кипение?

Вопрос 1 группы.

Чайник закипает. Приготовим сосуды для чая. Какова форма сосудов? Почему удобна для чаепития пиала? Когда в обиход вошли стаканы и хороши ли серебро и алюминий в качестве материала для подстаканников?

Ответ. Сосуды и старинные чашки для чая имеют форму, подобную пиале, с большой поверхностью, благодаря этой большой поверхности верхние слои жидкости остывают быстрее, чем у дна, и ее можно пить, не обжигаясь. (Известно, что чем больше площадь поверхности жидкости, тем больше скорость ее испарения, а при испарении жидкость охлаждается). В тоже время нижний слой, до которого черед дойдет позже, долго остается горячим.

Стаканы вошли в обиход в XIX в. в связи с дороговизной фарфоровых чашек. Серебро и алюминий обладают хорошей теплопроводностью и с этой точки зрения неудобны, так как быстро нагреваются от чая и быстро отдают тепло в окружающую среду.

Дополнительные вопросы учителя.

• Для чего делают ручки у чашек?

• Старые люди наливают чай в блюдце и дуют. Зачем?

Вопрос 2 группы.

Пришла пора заваривать чай. Какие правила заварки чая вы знаете, какие физические явления происходят при заварке и после, когда в чай добавляют сахар?

Ответ. 1) для заварки лучше использовать чайник из фарфора, а не из металла. Фарфоровый чайник обладает меньшей теплопроводностью, поэтому остывает медленнее и лучше сохраняет тепло;

2) известно, что вкус чая зависит от температуры, при которой он заварен. Чем выше температура в момент заварки, тем чай вкуснее, поэтому перед заваркой чайник один - два раза ополаскивают кипятком. Однако перегревать его не надо, - от этого чай горчит;

3) всыпав чай, в чайник наливают кипяток, закрывают крышкой и укутывают сверху полотняной салфеткой или помещают сверху на него куклу-грелку так, чтобы она закрывала отверстия на крышке и носике (это нужно в основном не для тепла – чай не должен преть, - а для уменьшения утечки с паром аромата). Наполнять чайник можно сразу доверху;

4) настаивать чай следует 4 – 5 мин. Здесь мы встречаемся с явлением диффузии, но не только в жидкости (окрашивание кипятка и приобретение им специфического вкуса), а и в газах (ощущается запах чая)

Дополнительные вопросы учителя.

• Для чего в крышке заварочного чайника дырочка?

• Для чего на заварочный чайник надевают тряпичную куклу?

• Почему чай в термосе остается горячим?

• Что такое диффузия?

КОНКУРС «Опыт»

Группа I

Ученик кипятит воду в бумажной коробочке. Почему бумага не горит?

Ответ. Пока вода кипит, температура бумаги не поднимается выше 100 С, а бумага при такой температуре еще не загорается.

Группа II

Показывает опыт с блюдцем, стаканом и кипятком. В блюдце наливаем кипяток и ставим туда стакан вверх дном. Вода из блюдца поднимается в стакан. Объясните явление.

Ответ. Пар в стакане над кипятком постепенно охлаждается и конденсируется, давление внутри стакана падает, и атмосферное давление загоняет воду в стакан.

КОНКУРС «Эстафета»

Вопросы эстафеты написаны на карточках и разложены на столе. Ученики друг за другом, по очереди вытягивают вопросы и дают на них ответы.

Вопросы эстафеты:

• Что называется внутренней энергией?

• Какими способами ее можно изменить?

• Как передается энергия при теплопроводности?

• Что называется конвекцией?

• Что называется удельной теплоемкостью?

• Как рассчитать количество теплоты при

нагревании тела?

• Как рассчитать количество теплоты при

плавлении твердого тела?

• Как изменяется внутренняя энергия при переходе вещества из жидкого состояния в газообразное?

В конце урока группы сдают жюри в оформленном виде свои материалы. За хорошее оформление добавляется 1 – 2 балла.

Подведение итогов.

Учащиеся подсчитывают количество заработанных баллов (конфет). Жюри подводит общий итог. Учитель объявляет оценки и сообщает домашнее задание.

Учитель. Наш урок чаепитие подошел к концу. Сегодня совмещая приятное с полезным, мы применили свои знания к самым обычным ситуациям. Будет очень хорошо, если каждый день чаще задумываться над окружающими явлениями и постараться объяснить их с точки зрения физики. Благодарю всех за участие.

Домашнее задание: отгадать кроссворд

1. Переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.

2. Физическая величина, измеряемая в Джоулях.

3. Переход вещества из жидкого состояния в твёрдое.

4. Переход молекул из пара в жидкость.

5. Разновидность воды в твёрдом состоянии.

6. Переход молекул из жидкости в пар.

7. Процесс, сопровождаемый быстрым образованием пузырьков пара, прорывающихся через поверхность жидкости.

8. Жидкость с большой удельной теплоёмкостью.

9. Топливо, получаемое из нефти.

Литература:

1. Г.И. Пономарева. Физика за чайным столом. Урок в 8-м классе. Газета «Физика», № 47/97

2. Т.С. Фещенко. Физика на кухне. Газета «Физика», № 3/98

3. А.Х. Кузьмина. Приглашение к чаю. Журнал «Классный руководитель», №1/2000.

4. Н.А. Касаткина. Чай. Как он приятен, вкусен, крепок, ароматен! Классные часы. 5 – 6 классы. – Волгоград: Учитель, 2007.