Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Авнюгская средняя общеобразовательная школа»
Верхнетоемского района Архангельской области
Конспект урока по физике в 8 классе
«Конвекция»
подготовил
учитель физики
Соснин Семен Николаевич
п. Авнюгский
2013
Цели урока:
Обучающая: ввести понятие конвекции, показать её практическое применение.
Развивающая: развивать умение производить наблюдения, делать выводы, обобщать, умение сравнивать, умение выделять главное в тексте.
Воспитывающая: воспитать интерес к предмету и позитивное отношение к учебе; формировать научное мировоззрение, систему взглядов на мир.
Дидактический тип урока: изучение нового материала.
Оборудование:
План урока
Организационный момент.
Проверочная работа (слайд 2).
Мотивация.
Изучение нового материала (слайд 3-9).
Закрепление нового материала (слайд 10-15).
Рефлексия (слайд 16).
Домашнее задание (слайд 17).
Ход урока.
1. Организационный момент.
Готовность учеников к уроку.
2. Мотивация.
Учащимся предлагаем ответить на несколько вопросов.
Почему радиаторы водяного отопления располагаются под окнами?
Почему тэны в электрочайниках находятся внизу, а не вверху?
Проверочная работа (слайд 2).
Теплопроводность
ВАРИАНТ № 1
Почему походная алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая — нет?
Почему оренбургские платки, связанные из тончайших волокон козьего пуха, хорошо защищают от холода?
Человек не чувствует прохлады на воздухе при температуре 20 °С, а в воде ощущает холод даже при 25 °С. Почему?
Почему в зимнее время года в электричках устанавливают вторую раму, а летом ее снимают?
Что защищает животных от зимних морозов?
Теплопроводность
ВАРИАНТ № 2
Стоит ли подогревать суп вместе с ложкой, чтобы иметь возможность попробовать его в любой момент?
Почему в строительстве широко применяют пористые материалы (стекловату, пенопласт и т.д.)?
Ускорится ли процесс таяния мороженого, если его положить в шубу?
В какой обуви больше мерзнут ноги: в просторной или тесной? Какую роль может сыграть шерстяной носок?
При какой температуре и металл, и дерево будут на ощупь казаться одинаково нагретыми?
Изучение нового материала (слайд 3-9).
Для изучения темы урока загружаем материал, используя ссылку:
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b7974-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_5.swf
Если скорость интернета мала или его нет, весь материал для изучения темы находится на слайдах презентации.
При объяснении нового материала учащимся желательно показать не только интерактивные модели на теплопроводность из презентации, но и опыты.
Красивый опыт с конвекцией жидкости.
Возьмите большую стеклянную банку с широким горлышком и заполните ее чистой холодной водой. В другой небольшой (чтобы проходил через горло большой банки) керамический сосуд налейте очень горячей подкрашенной обычными красками или марганцовкой (зеленкой) воды. Закрыв, пальцем горлышко маленького сосуда, опустите его на дно большой банки с водой.
Струйки горячей подкрашенной жидкости, извиваясь, начнут подниматься к поверхности. Вы будете наблюдать явление конвекции в жидкости, когда более легкая горячая жидкости, перемешиваясь с холодной водой, устремится вверх.
Учитель помогает учащимся при изучении нового материала сделать следующие выводы.
КОНВЕКЦИЯ - это перенос энергии струями жидкости или газа.
При конвекции происходит перенос вещества в пространстве.
Объяснить явление конвекции можно тепловым расширением тел и законом Архимеда.
Конвекция невозможна в твёрдых телах.
Интенсивность конвекции зависит от разности температур слоев жидкости или газа и агрегатного состояния вещества.
Конвекция может быть двух видов: 
так, например, в лампе для ее возникновения требуется подогрев жидкости снизу (или в другом устройстве - охлаждение сверху).
когда под действием вентиляторов, насосов, движения ложки и т.п. переносятся потоки газа или жидкости.
Закрепление нового материала (слайд 10-15).
Применение конвекции в быту и в природе.
1. Почему листья осины колеблются в безветренную погоду?
2. Почему оконные стекла начинают замерзать снизу раньше и в большей мере, чем сверху? 
3. Почему тонкая полиэтиленовая пленка предохраняет растение от ночного холода?
4. Когда парусным судам удобнее входить в гавань: днем или ночью?
5. Объясните, почему батареи центрального отопления ставят обычно под окнами (смотри рисунки).
6. Зачем в верхних и нижних частях корпусов проекционных аппаратов, больших электрических фонарей, киноаппаратов делают отверстия?
7. Почему в печах с высокими трубами тяга больше, чем в печах с низкими трубами?
8. Почему в металлических печных трубах тяга меньше, чем в кирпичных трубах?
Рефлексия (слайд 16).
1. Что называют конвекцией?
Ответ: Это вид теплопередачи, при котором энергия передается потоками (или струями) жидкости или газа.
2. Чем отличается естественная конвекция от вынужденной?
Ответ: Вынужденная конвекция протекает под действием внешнего воздействия.
3. Почему жидкости и газы нагревают снизу?
Ответ: Для того чтобы жидкости и газы прогревались полностью.
Домашнее задание (слайд 17).
§ 5. Упр. 2.
Задания для любознательных (на карточках).
1. Проведите исследование конвекционных потоков в одной из комнат своей квартиры. В качестве индикаторов воздушных потоков используйте горящую свечу. Нарисуйте схему движения потоков. Дополните исследование измерением температуры. Если центральное отопление не работает, проведите исследования на кухне до и во время работы плиты. 
2. Приготовьте заранее в холодильнике лед и две чашки, налейте в чашки одинаково горячую воду, закройте их блюдцами. Как быстрее остудить горячую воду в сосуде: ставя его на лед или положив лед на крышку? Фиксируйте остывание воды в обеих чашках с помощью термометров через одинаковые интервалы времени. Составьте отчет. 
3. Пронаблюдайте конвекцию в холодной и горячей воде, используя в качестве красителя кристаллы марганцовки, каплю зеленки или любые другие красящие вещества. Сравните характер и скорость конвекции и сделайте выводы.
Литература:
Перышкин А.В. Физика 8 кл.- Москва: Дрофа, 2009.
Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике 7-9.- Москва: Просвещение, 2008.
Перышкин А.В. Сборник задач по физике 7-9.- Москва: Экзамен, 2010.
Источники иллюстраций, Интернет-ресурсы:
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b7974-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_5.swf
http://class-fizika.narod.ru/8_4.htm
doc4web.ru
Сегодняшнее занятие мы посвятим изучению следующего вида теплопередачи – конвекции. На прошлом занятии мы уже говорили о явлении теплопроводности, которое было связанно с тепловым движением частиц, в случае же конвекции речь будет идти не о движении отдельных частиц, а об их группах. Попробуем рассмотреть явление конвекции с позиции сравнения с явлением теплопроводности и выделения отличий между этими видами теплопередачи. Для этого проведем простой опыт.
Опыт 1. С нагреванием льда в пробирке с водой. Наберем в пробирку воду, поместим на дно кусочек льда и начнем нагревать зажженной свечой у верхнего края, как это изображено на рис. 1.
Рис. 1. Нагревание льда в пробирке с водой
В ходе проведения опыта мы заметим, что верхняя часть пробирки очень нагреется и вода в этой части может даже закипеть, но лед при этом останется в своем кристаллическом состоянии и не растает. Почему? Это объясняется недостаточной теплопроводностью воды для передачи тепла в нижнюю часть пробирки.
Если же теперь провести аналогичный опыт, но только расположить пламя свечи у нижнего края пробирки, то мы увидим, как весь лед быстро растает и вся вода со временем равномерно прогреется и даже, возможно, закипит.
Проведенные опыты говорят о том, что в данном случае перенос энергии осуществляется не путем теплопроводности, а на основании некого другого явления, которое и имеет название «конвекция».
Конвекция и теплопроводность
При нагревании верхней части пробирки мы не заметим нагревания ее нижней части. Значит ли это, что вода не обладает теплопроводностью? Нет, тепло передается от верхней части воды вниз. Но теплопередача посредством теплопроводности в воде происходит намного медленнее, чем посредством конвекции при нагревании нижней части пробирки. Поэтому считаем, что определяющим механизмом теплопередачи в пробирке является конвекция.
Рис. 2. Теплопроводность воды
В переводе с латинского слово «конвекция» означает «перенесение, перенос». Продемонстрируем явление конвекции в газах и жидкостях на двух опытах.
Опыт 2. Демонстрация явления конвекции в газе (в воздухе). Для наглядного наблюдения конвекции в воздухе возьмем светильник из 4 свечей и крылатки, которая может свободно вращаться и расположена вверху. Зажжем все свечи и сразу же имеем возможность наблюдать вращение установленной на светильник крылатки (рис. 3). Почему так происходит?
Рис. 3. Иллюстрация опыта с конвекцией в газе
Воздух нагревается пламенем каждой свечи и расширяется, вследствие этого уменьшается его плотность, и по закону Архимеда он начинает подниматься вверх (
) и вращать вертушку. При этом холодный воздух, расположенный вокруг, опускается, занимая место нагретого, нагревается сам и поднимается, образуя так называемые конвективные потоки. Таким образом, мы можем наблюдать явление конвекции в воздухе для исследуемого светильника.
Интересно то, что при тушении свечек по очереди скорость вращения крылатки постепенно уменьшается, т. к. уменьшается объем циркулирующего воздуха, и мы можем наблюдать, что явление конвекции может быть различным по своей эффективности в зависимости от условий проведения опыта.
Конвекция в квартире
Наверняка в каждой квартире есть комната, в которой больше источников тепла, чем в соседней: кухня с печкой, комната с горячей батареей, в то время как, например, в коридоре источников тепла нет. В дверном проеме между такими комнатами можно обнаружить потоки воздуха. Сделать это можно, наблюдая за пламенем спички или зажигалки, только делать это нужно очень осторожно.
Если поместить зажигалку внизу проема, будем наблюдать поток холодного воздуха, потому что холодный воздух имеет большую плотность и находится внизу. Мы увидим, что холодный воздух движется из холодной комнаты в теплую. Если же поместить зажигалку вверху проема, увидим направление потока менее плотного теплого воздуха. Естественно, что теплый воздух движется из теплой комнаты в холодную (рис. 4).
Рис. 4. Конвекция в квартире
Опыт 3. Демонстрация явления конвекции в жидкости (воде). Опустим в правое и левое колено U-образной трубки с водой по ложке с марганцовкой, которая будет выступать в роли красителя для демонстрации конвективных потоков. Жидкость начинает понемногу окрашиваться, но это происходит благодаря явлению диффузии (рис. 5), т. е. из-за непрерывного хаотичного теплового движения частиц вещества. Конвективные потоки пока не будут наблюдаться.
Рис. 5. Диффузия
Затем располагаем зажженную свечу под одним из колен трубки (рис. 6).
Мы можем наблюдать явление, аналогичное предыдущему опыту: нагретая в пламени свечи вода расширяется, уменьшается ее плотность и окрашенные марганцем потоки начнут подниматься вверх. Можно заметить, что со временем прогревания воды процесс конвекции протекает все интенсивнее и конвективные потоки, доходя до верхней части трубки, начинают двигаться по горизонтальному участку трубки и опускаться в правом ее колене. Это происходит из-за того, что холодная вода в правом колене опускается вниз и движется по нижнему горизонтальному участку трубки, занимая место поднявшейся теплой воды. Таким образом, мы имеем возможность наблюдать циркуляцию конвективных потоков в жидкости.
Рис. 6. Демонстрация конвекции в жидкости с помощью окрашивания конвективных потоков
На основании проведенных опытов сделаем вывод о том, что такое явление конвекции.
Определение.Конвекция – это явление переноса энергии струями, большими группами частиц жидкостей или газов.
Т. е. по сравнению с явлением теплопроводности, когда при прогревании жидкостей или газов процесс передачи энергии частиц через их движение не так эффективен, как передача энергии путем движения целых групп частиц, вступает в действие более интенсивный способ теплопередачи – путем конвекции (рис. 7).
Рис. 7. Теплопроводность и конвекция
В результате рассмотренных свойств конвекции можно заметить, что она имеет место только в том случае, если речь идет о теплопередаче в веществе (а именно в жидкости или газе), если же вещества нет, то и не имеет смысла говорить о явлении конвекции.
Различают два типа конвекции (рис. 8).
Рис. 8. Виды конвекции
На следующем уроке мы поговорим о третьем типе теплопередачи – излучении.
Список литературы
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Домашнее задание
. Не противоречит ли это известному факту, что холодная вода опускается вниз, а теплая поднимается вверх?interneturok.ru
Автор публикации: Коновалова Н.Д.
Дата публикации: 21.06.2016
Краткое описание:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
botana.cc
Урок по теме "Конвекция".
ФИО (полностью)
Вяткина Татьяна Борисовна
Место работы
МБОУ «СОШ № 3 г. Осы"
Должность
Учитель
Предмет
Физика
Класс
8
Тема и номер урока в теме
«Тепловые явления», урок № 5
Базовый учебник
А.В. Перышкин. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа, 2010..
Цель урока: формирование у учащихся представления о процессе конвекции как одном из видов теплопередачи, раскрытие механизма передачи энергии в жидкостях и газах.
9. Задачи:
- обучающие: расширить и углубить знания учащихся по теме “Тепловые явления”; раскрыть и отработать понятия, «температура», «теплопередача», «конвекция», помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений;
-развивающие продолжить формирование у обучающихся ключевых умений, имеющих универсальное значение для различных видов деятельности – выделение проблемы, принятие решения, поиска, анализа и обработки информации;
-воспитательные способствовать развитию навыков общения в процессе совместной деятельности, созданию условий для повышения интереса к изучаемому материалу посредством применения информационно-коммуникативных технологий обучения.
Тип урока: изучение нового материала.
Формы работы учащихся: индивидуальная, групповая, парная.
Необходимое техническое оборудование: компьютер, электронные образовательные ресурсы (ЭОР). ноутбуки.
Структура и ход урока
I Организационный момент (3 мин)
II Актуализация знаний: (10 мин)
III Мотивация. (5 мин)
IV Целеполагание. (3 мин)
V Изучение нового материала.(10 мин)
VI Первичное закрепление знаний. (5 мин)
VII Рефлексия. (3 мин).
VIII Домашнее задание. (1 мин)
Эпиграф урока на доске:
Владея опытом естественных наук,
Изучим все, что есть в подлунном мире,
Тогда лишь станет ясным все вокруг,
И пониманье человеческое шире. (слайд 2)
Действия учителя
Действия ученика
I Организационный момент ( 3 мин)
* проверка наличия учащихся в классе;
* напоминание ТБ работы в кабинете;
* доброжелательный настрой учителя и учащихся;
* организация внимания всех учащихся
II Актуализация знаний: ( 10 мин)
(каждой группе раздаются карточки с заданием)
1 гр. Ответить на вопросы:
1. Что такое внутренняя энергия?
2.Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
2 гр. Провести эксперимент и сделать вывод.
На столе лежат несколько предметов. Посмотрите на них и постарайтесь продемонстрировать изменение внутренней энергии путем совершения работы и теплопередачи.
Оборудование: стакан с теплой водой, ложка, молоток, гвоздь, дощечка)
Вопросы:
1. Почему гвоздь, пока мы его забивали, не нагревался, а как только мы несколько раз ударили по шляпке, она сразу нагрелась?
2. Чашку с горячим чаем поставили со стола на полку. Как при этом изменилась внутренняя энергия чая?
3. Автомобиль в процессе своего движения измени л свою скорость с 72 до 36 км/ч. Как при этом изменилась его внутренняя энергия?
Итак, мы вспомнили, что внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами:
В
нутренняя энергия изменяется:
с
овершением теплопередачей
работы.
Теплопроводност конвекция излучение
3гр. Провести эксперимент и сделать вывод.
Оборудование ( стеклянная и металлическая палочки, спички, спиртовка).
Вопросы:
1. Что такое теплопроводность?
2. Какие вещества являются хорошими проводниками тепла?
3. Назовите вещества, которые являются плохими проводниками тепла.
III Мотивация. (5 мин)
4 гр. Ответить на вопросы:
1. Почему красиво оформленные радиаторы отопления не помещают в комнате у потолка?
2. Почему чайник с водой подогревают снизу?
3. Дым от костра восходит ввысь
И тает, уходя во тьму.
Ты у костра, ты приглядись:
Уход ввысь… А почему?
Чтобы ответить правильно на эти и другие интересные вопросы, обратимся к опыту.
Проводится опыт (см. рисунок)
Можно ли этот опыт объяснить с помощью теплопроводности?
Почему?
IV Целеполагание. (3 мин)
Каким же видом теплопередачи мы сможем объяснить этот опыт?
Для ответа на этот вопрос откройте параграф 5 учебника.
Попробуйте назвать тему и цели урока.
V Изучение нового материала.(10 мин)
Обратите внимание на план изучения видов теплообмена, который находится у вас в ноутбуках.
Пользуясь этим планом, анимациями видеофрагментами и текстом параграфа, вам предстоит заполнить вторую колонку таблицы.
В чем отличие теплопроводности и конвекции?
VI Первичное закрепление знаний. (5 мин)
VII Рефлексия. (3 мин).
Вспомните тему нашего урока.
Какую вы ставили перед собой цель в начале урока?
Смогли ли вы реализовать свою цель?
В чем были ваши затруднения?
Какова практическая значимость этой темы для вас лично?
Учитель отмечает работу лучшей группы в групповой работе и работу лучших учеников в парной работе.
VIII Домашнее задание. (1 мин)
(Записывается на доске заранее в начале урока.)
Параграф 5, ответить на вопросы в конце параграфа устно.
По выбору (письменно)
А. Когда парусным судам удобнее входить в гавань: днем или ночью. Почему?
Б. Почему в безветрие дым от костра поднимается вертикально вверх?.
1.Взаимопроверка учащимися готовности к уроку.
2.взаимопроверка учащимися наличия письменного домашнего задания
3.учащиеся образуют группы для дальнейшего изучения материала.
Отвечают на поставленные вопросы.
Внутренняя энергия- это кинетическая энергия движения всех молекул, из которых состоит тело и потенциальная энергия их взаимодействия.
Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: работой и теплопередачей.
Ученики демонстрируют опыты:
1. опускают в стакан с водой ложку.
2. опыт по забиванию гвоздя.
Отвечают на вопросы.
Пока вбивали гвоздь, энергия распределялась по всему гвоздю, а затем только по шляпке.
Внутренняя энергия тела не изменилась, так как она не зависит от расположения тела относительно других тел.
Внутренняя энергия тела не изменилась, так как она не зависит от механического движения тела.
Слайд 3
Проводят эксперимент, делают вывод:
Теплопроводность металла гораздо больше, чем теплопроводность стекла.
Теплопроводность - это явление передачи внутренней энергии от одного тела к другому при соприкосновении или от одной его части к другой.
Все металлы очень хорошо проводят тепло.
Например, воздух, пористые материалы, так как в порах содержится воздух, который является плохим проводником теплоты.
В ходе обсуждения делается вывод:
- холодный воздух в процессе нагревания у радиаторов становится теплым и поднимается вверх;
- плотность теплого воздуха меньше, чем холодного и потоки тёплого воздуха под действием Архимедовой силы устремляются вверх..
Слайд 4
Слайд 5
Идет обсуждение результатов опыта.
С помощью теплопроводности этот опыт объяснить нельзя, так как здесь мы видим, что струйки марганца устремляются кверху от места нагревания. То есть более теплые струи воды поднимаются кверху. При теплопроводности же вещество не перемешивается.
Слайд 6
Пользуясь текстом учебника, учащиеся называют тему урока - конвекция.
Формулируются цели:
1.Изучить конвекцию, как способ передачи тепла.
2.Научиться понимать физический смысл конвекции.
3.Изучить два вида конвекции.
4.Рассмотреть практическое применение явления.
Слайд 7, 8, 9, 10, 11.
Учащиеся работают по ноутбукам и заполняют таблицу. (приложение 1)
Видеофрагменты, анимации:
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b7974-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_5.swf
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b7974-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_5.swf
отличие конвекции от теплопроводности: при конвекции происходит перенос вещества
( конвекция воздуха в комнате при открытом окне)
(Идет обсуждение, приводят свои примеры из жизни)
Примеры конвекции:
1.холодные и теплые морские и океанские течения;
2.система отопления помещений;
3. процессы горообразования
4. тяга
5. дневной и ночной бриз.
Слайд 12.,13,14, 15.
Дети решают тест на ноутбуках и проверяют его.- самопроверка(приложение 2).
Учащиеся отвечают на вопросы учителя.
Учащиеся анализируют свою работу на уроке.
Слайд 16.
Литература по теме:
1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. /Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.
Приложение 1
Характеристика.
Теплопроводность
Конвекция
Определение
Передача энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым
Перенос энергии потоками жидкости или газа
Переносится ли вещество?
Перенос вещества не происходит
Происходит перенос вещества
В каких средах осуществляется?
Твердые тела
Жидкости
Газы
1.Жидкости
2.Газы
Рисунок
Причина.
расстояние между молекулами
колебания молекул.
действие архимедовой силы, движение молекул.
Особенности
Высокая
металлы
вода
алмаз
Низкая
Теплоизоляторы
воздух
войлок
вата
мех
Естественная
Ветры
Горообразование
Холодные и теплые течения
Вынужденная
Насосы
вентиляторы
Приложение 2
Вопрос №1
Что остынет быстрее – стакан компота или стакан киселя? Почему?
1.Если массы компота и киселя одинаковы, то они остынут одновременно
2.Стакан компота, т.к. в нем лучше конвекция
3.Ответить однозначно невозможно, нужно знать температуру окружающей среды и материал стакана
4.Стакан киселя, т.к. в нем лучше теплопроводность
Вопрос №2
Свечу боковой поверхностью прикрепили к стене дома. Зажгли ее. Куда будет стекать стеарин?
1.По бокам
2.Во все стороны равномерно
3.По стороне, удаленной от стены
4.К стене
Вопрос №3
Когда скорее остынет чайник с кипятком: когда его поставили на лед, когда лед положили на крышку чайника или безо льда вообще?
1.На льду
2.Безо льда
3.Одинаково
4.Если лед под крышкой чайника
Вопрос №4
Возможны ли конвекционные потоки в жидкостях или газах в искусственном спутнике Земли в состоянии невесомости?
1.Возможны, но только если речь идет о естественной конвекции
2.Возможны, но только если речь идет об искусственной конвекции
3.Возможны в любом случае
4.Невозможны ни при каких условиях
Вопрос №5
Какой из видов теплопередачи играет основную роль в нагревании воды в чайнике, стоящем на плите?
1.Теплопроводность
2.Конвекция
3.Излучение
4.Все в равной мере
Правильные ответы:
1-2
2-4
3-4
4-2
5-2
infourok.ru
