Способы изменения внутренней энергии тела - ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок открытия нового знания.

Используемые технологии: здоровьесбережения, информационно-коммуникационные, составления алгоритма выполнения задания, развития исследовательских навыков, групповые.

Цель: сформировать знания о двух способах изменения внутренней энергии тел.

Формируемые УУД: предметные: научиться объяснять различные способы изменения внутренней энергии; метапредметные: планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками; правильно ставить перед собой экспериментальную задачу, планировать и прогнозировать результат эксперимента, осуществлять коррекцию и контроль в процессе обучения; анализировать и синтезировать знания, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическую цепь рассуждений, структурировать знания; формировать умения самостоятельно проводить эксперимент, делать вывод; личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики; формирование познавательного интереса.

Приборы и материалы: латунная трубка с пробкой, подставка, эфир, суровая нить или тканевая лента, толстостенный стеклянный сосуд с пробкой, воздушный насос, монетки, резиновые колечки, куски алюминиевой проволоки, стакан с горячей водой, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель разбирает решение домашних задач, вызвавших затруднение. Ученики выполняют тренировочное задание № 4 из электронного приложения к учебнику. Учитель задает дополнительные вопросы.)

Дополнительные вопросы

— Может ли тело иметь внутреннюю энергию, но не иметь механическую энергию? Приведите примеры.

— Может ли тело иметь механическую энергию, но не иметь внутреннюю энергию?

— Всегда ли выполняется закон сохранения механической энергии?

— Всегда ли выполняется закон сохранения полной энергии?

III. Изучение нового материала

(Учитель проводит демонстрации опытов.)

Демонстрация 1. Нагреем эфир в латунной трубке при помощи суровой нити или прочной тканевой ленты (при этом не следует допускать вылета пробки из отверстия). Касаясь стенок трубки, легко заметить, что температура эфира увеличилась.

Вывод. При нагревании тела внутренняя энергия молекул увеличивается.

Данный опыт показывает, что внутреннюю энергию можно увеличить за счет совершения механической работы над телом. Именно такой способ добычи огня использовали наши предки. За счет трения при быстром вращении сухой кусок дерева нагревался более чем на 250 °С и загорался.

Говоря о возможности увеличения внутренней энергии за счет совершения работы, следует особо отметить, что существует и обратный процесс. Если тело само совершает работу, то при этом его внутренняя энергия уменьшается.

Демонстрация 2. В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачаем воздушным насосом воздух через специальные отверстия в пробке. Появление тумана в сосуде в момент вылета пробки указывает на уменьшение температуры воздуха.

Вывод. Воздух совершил работу по выталкиванию пробки за счет своей внутренней энергии.

(При отсутствии оборудования учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 5 “Внутренняя энергия” из электронного приложения к учебнику.)

Есть еще один способ изменения внутренней энергии. Нагревание чашки, в которую налили горячую воду, камня, брошенного в огонь, — все это увеличивает внутреннюю энергию тел. Работа при этом не совершается.

Процесс изменения внутренней энергии тел без совершения над телами работы называется теплопередачей. Рассмотрим физическое содержание процесса. При взаимодействии молекул горячей воды с молекулами стенок холодной чашки молекулы воды при ударах передают часть своей кинетической энергии. При этом скорость молекул чашки увеличивается, а скорость молекул воды падает. Как только температуры чашки и воды станут равными, теплообмен прекращается.

При теплопередаче (теплообмене) энергия всегда передается от горячего тела к холодному, т. е. от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой. Обратный процесс сам собой никогда не происходит.

IV. Закрепление изученного материала

(Ученики проводят демонстрации опытов.)

Демонстрация 3. Возьмем одну монету в руку и сожмем ее в кулаке. Подержим так некоторое время. Положим другую монету на деревянную поверхность и энергично потрем ее, слегка надавливая. Проверим, как изменилась температура монет.

— Сделайте вывод о температуре и причинах, вызвавших ее изменение.

Демонстрация 4. Возьмем резинку, приложим ее ко лбу. Удерживая резинку пальцами руки, несколько раз энергично растянем ее, и в растянутом виде снова прижмем ко лбу.

— Сделайте вывод о температуре и причинах, вызвавших ее изменение.

Демонстрация 5. Опустим один кусочек проволоки в стакан с горячей водой, а другой будем быстро сгибать или разгибать руками в одном и том же месте. Проверим, как изменилась их температура.

— Сделайте вывод о температуре и причинах, вызвавших ее изменение.

V. Подведение итогов

Существует два способа изменения внутренней энергии:

• за счет совершения механической работы;

• за счет теплообмена.

Эти способы равноправны. Мы никогда не можем угадать, за счет чего увеличилась температура тела. Это может быть и результат теплообмена, и результат совершения работы над телом. Таким образом, изменение внутренней энергии тела всегда происходит за счет энергии других тел: либо при теплопередаче (за счет изменения внутренней энергии), либо при совершении работы (за счет механической энергии).

VI. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу “Мишень”.)

Каждый ученик “стреляет” маркером в мишень четыре раза, располагая отметку тем ближе к центру мишени, чем выше он оценивает соответствующий сектор. Секторы мишени:

1-й сектор — оценка содержания, материала урока.

2-й сектор — оценка формы проведения урока.

3-й сектор — оценка деятельности учителя.

4-й сектор — оценка своей деятельности.

Домашнее задание

1. § 3 учебника, вопросы и задания к параграфу.

2. Сборник задач В.И. Лукашика, Е.В. Ивановой: № 929, 934.

3. Повторить опыты, проведенные на уроке, сделать выводы.