Теплопередача. Виды теплопередачи. Теплопроводность. Виды теплопередачи 8 класс реферат

Теплопередача. Виды теплопередачи. Теплопроводность :: Класс!ная физика

Теплопередача - это один из способов изменения внутренней энергии тела (или системы тел), при этом внутренняя энергия одного тела переходит во внутреннюю энергию другого тела без совершения механической работы.

Существует 3 вида теплопередачи:

Теплообмен между двумя средами происходит через разделяющую их твердую стенку или через поверхность раздела между ними. Теплота способна переходить только от тела с более высокой температурой к телу менее нагретому.

Теплообмен всегда протекает так, что убыль внутренней энергии одних тел всегда сопровождается таким же приращением внутренней энергии других тел, участвующих в теплообмене. Это является частным случаем закона сохранения энергии.

ИНТЕРЕСНО

Куропатки, утки и другие птицы зимой не мерзнут потому, что температура лап у них может отличаться от температуры тела более чем на 30 градусов. Низкая температура лап сильно понижает теплоотдачу. Таковы защитные силы организма!

Теплопроводность - это перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет теплового движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), который приводит к выравниванию температуры тела.Не сопровождается переносом вещества!

Этот вид передачи внутренней энергии характерен как для твердых веществ, так и для жидкостей и газов.Теплопроводность различных веществ разная. Металлы обладают самой высокой теплопроводностью,

причем у разных металлов теплопроводность отличается.

Жидкости обладают меньшей теплопроводностью, чем твердые тела, а газы меньшей, чем жидкости.

При нагревании верхнего конца закрытой пальцем пробирки с воздухом внутри можно не бояться обжечь палец, т.к. теплопроводность газов очень низкая.Интересно, что можно было бы поднести руку почти вплотную к пламени, например, газовой горелки (температура больше 1000 градусов) и не обжечь ее, если бы …

А что если бы?

Газ, как правило, очень плохой проводник тепла, поэтому достаточно было бы лишь небольшой прослойки воздуха между рукой и пламенем. Но!Но существует такое явление, как конвекция в газах, поэтому вблизи пламени руку сильно жжет.

ЗАГЛЯНИ НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ

1. Лёд, не тающий в кипятке.

2. Греет ли шуба?3. Бумажная кастрюля.

Знаешь ли ты, что ...

Большие трудности строителям зданий доставляет просадка фундамента особенно в регионах с вечной мерзлотой. Дома часто дают трещины из-за подтаивания грунта под ними Фундамент передает почве какое-то количество теплоты. Поэтому здания начали строить на сваях. В этом случае тепло передается только теплопроводностью от фундамента свае и далее от сваи грунту Из чего же надо делать сваи? Оказывается, сваи, выполненные из прочного твердого материала внутри должны быть заполнены керосином. Летом свая проводит тепло сверху вниз плохо, т.к. жидкость обладает низкой теплопроводностью. Зимой свая за счет конвекции жидкости внутри неё, наоборот, будет способствовать дополнительному охлаждению грунта.Это не сказка, не фантастика!Такой проект реально разработан и испытан!

Итальянские ученые изобрели рубашку, позволяющую поддерживать постоянную температуру тела. Ученые обещают, что летом в ней не будет жарко, а зимой – холодно, поскольку она сшита из специальных материалов. Подобные материалы уже используются при космических полетах.

В старых пулеметах "Максим" нагревание воды предохраняло оружие от расплавления.

На кухне, поднимая посуду , наполненную горячей жидкостью, чтобы не обжечься, можно использовать только сухую тряпку. Теплопроводность воздуха намного меньше, чем у воды! А ткань структура очень рыхлая, и все прмежутки между волокнами заполнены у сухой тряпки воздухом, а у влажной - водой. Смотри, не обожгись!

Огонь в решете

Явление, о котором рассказано ниже демонстрирует свойство металлов хорошо проводить тепло.Если изготовить сетку из проволоки, обеспечив хорошее соединение металла в местах перекрещивания проволоки, и поместить ее над газовой горелкой, то можно при включенном вентиле поджечь газ над сеткой, в то время как под сеткой он гореть не будет. А если зажечь газ под сеткой, то наверх через сетку огонь « не просочится»!

В те времена, когда еще не было электрических шахтерских лампочек, пользовались лампой Дэви. Это была свеча, «посаженная» в металлическую клетку. И даже, если шахта наполнялась легковоспламеняющимися газами, лампа Дэви была безопасна и не вызывала взрыва - пламя не выходило за пределы лампы,благодаря металлической сетке.

ЕСЛИ...

... положить на лежащие рядом на столе кусок пенопласта (или дерева) и зеркало ладони, то ощущения от этих предметов будут разными: пенопласт покажется теплее, а зеркало - холоднее. Почему? Ведь температура окружающего воздуха одинаковая! Стекло - хороший проводник тепла (обладает высокой теплопроводностью), и сразу начнет "отбирать" от руки тепло. Рука будет ощущать холод! Пенопласт хуже проводит тепло. Он тоже будет , нагреваясь, "отбирать" тепло у руки, но медленнее, поэтому и покажется теплее.

ДОМАШНИЕ ОПЫТЫ

Оберните толстый гвоздь или металлический стержень полоской бумаги в один слой. Подержите над пламенем свечи до момента возгорания, засеките время. Объясните, почему бумага загорелась не сразу.

Используйте свои руки как термодатчики – обследуйте окружающие вас предметы. Найдите самые холодные на ощупь, сделайте вывод об их теплопроводности. По своим ощущениям составьте список веществ, обладающих разной теплопроводностью, от самой хорошей до самой плохой.

Подберите ложки из разных материалов (алюминиевую, мельхиоровую, стальную, деревянную и т.д.). Опустите их наполовину в сосуд с горячей водой. Через 1–2 мин проверьте, одинаково ли нагрелись их ручки. Проанализируйте результат.

Приготовьте три одинаковых кусочка льда, один из них заверните в фольгу, второй – в бумагу, третий– в вату и оставьте на блюдцах в комнате. Определите время полного таяния. Объясните разницу.

Приготовьте в морозилке лед. Сложите его в целлофановый пакет и оберните пуховым платком или обложите ватой. Можно дополнительно завернуть в шубу. Оставьте этот сверток на 5–7 ч,затем проверьте сохранность льда. Объясните наблюдаемое состояние. Предложите дома способ сохранения замороженных продуктов при размораживании холодильника.

ЗАДАЧИ ДЛЯ УМЕЮЩИХ ДУМАТЬ

(или " покумекаем"? )

1. Какая почва прогревается солнцем быстрее: влажная или сухая? Почему?

2. Почему толстый человек в холодной воде меньше мерзнет, чем худой?

3. Человек не чувствует прохлады на воздухе при температуре 20 градусов Цельсия, но в воде мерзнет при температуре 25 градусов Цельсия. Почему?

4. Если зимой к замерзшему стеклу( покрытому инеем) трамвая или автобуса приложить на одинаковое время палец, а другим пальцем прижать монету, то площадь оттаивания под монетой окажется больше. Почему?

Устали? - Отдыхаем!

Вверх

class-fizika.ru

Конспект урока 8 класс "Виды теплопередачи"

План урока

Тема: Виды теплопередачи. Теплопроводность. Конвекция. Излучение.

Примеры теплопередачи в природе и технике.

Класс: 8

Дата:

Тип урока: Комбинированный

Цели: - Образовательная: Раскрыть понятия теплопроводность, конвекция, излучение. Познакомить с примерами теплопередачи в природе и технике.

- Развивающая: развивать внимание, воображение и память.

- Воспитательная: воспитывать самостоятельность, любовь к предмету.

Оборудование: учебник, тетради, картинки, видеоролики.

План урока:

1. Орг. момент (2 мин).

2. Опрос домашнего задания (индивидуальные карточки) (10 мин).

3. Объяснение нового материала (25 мин).

4. Закрепление нового материала (5 мин).

5. Домашнее задание (2 мин).

6. Выставление оценок (1 мин).

Ход урока

1. 1. Здравствуйте. Садитесь.

   2. Карточки. 1. Под внутренней энергией тела понимают энергию хаотического движения частиц, из которых состоит тело, и энергию их взаимодействия. 2. Сумму кинетической энергии теплового движения и потенциальной энергии взаимодействия всех молекул тела называют внутренней энергией тела. 3. Внутренняя энергия тела изменяется при изменении скорости движения его молекул, а следовательно, при изменении температуры тела. 4. Существуют два способа изменения внутренней энергии системы — путем теплообмена с окружающими телами и путем совершения механической работы (трение, удар, сжатие). 5. Процесс изменения внутренней энергии при тепло­обмене без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей. 6. Процессы, связанные с изменением температуры вещества, называются тепловыми.

   3. Из прошлого урока вам известно, что процесс изменения внутренней энергии при теплообмене без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.

Частицы более нагретого тела, имея большую кинетическую энергию, при контакте с менее нагретым телом передают энергию непосредственно частицам менее нагретого тела.

Существуют 3 вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Запишем определение для теплопроводности. Явление передачи энергии от более нагретой части тела к менее нагретой или от более нагретого тела к менее нагретому через непосредственный контакт или промежуточные тела. Она зависит от внутреннего строения веществ, от характера переноса энергии в веществе и не связана с перемещением самого вещества в теле. В различных веществах(твердых, жидких, газообразных) она различна.

Примеры. Видеоролик.

Еще один вид теплопередачи это конвекция.

Конвекция – это процесс теплопередачи, при котором энергия переносится струями жидкости или газа. Она отсутствует в твердых телах и не имеет места в вакууме. Видеоролик.

Излучение. Процесс передачи энергии от одного тела к другому с помощью электромагнитных волн. Интенсивность излучения зависит от температуры, чем выше температура тела, тем больше излучение. Происходит во всех средах.

1. 4. Вопросы на закрепление:

      1. Теплопередача это?

      2. Виды теплопередач?

      3. Примеры теплопроводности.

      4. Объяснить процесс конвекция.

      5. Примеры теплопередачи в природе и технике.

   5. Д/з параграф 5,6,7,8

   6. Выставление оценок.

infourok.ru

Виды теплопередачи. Физика 8 класс

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА Виды теплопередачи

(тема урока)

1. Цель урока: знание и понимание учащимися видов теплопередачи: теплопроводности, конвекции, излучения;

9. Задачи:

обучающие

1) дать определения основных понятий, изучаемых в данной теме: теплопередачей, конвекцией, излучением;

2) установить зависимость теплопроводности от рода вещества

3) учить приводить примеры теплопередачи в природе и технике.

развивающие

1. продолжить развитие умения анализировать опыты и делать на их основе выводы, формирование умения работать в группах;

2. способствовать формированию навыков экспериментальной работы и развитию аналитического мышления учащихся

воспитательные способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу

1. Тип урока Урок изучения нового материала

2. Формы работы учащихся групповая работа, индивидуальная работа

3. Необходимое техническое оборудование мультимедийный проектор, компьютеры учащихся, перечень ЭОР, выход в Интернет

4. Структура и ход урока

Конспект урока

I. Актуализация знаний

Перед началом урока можно провести проверку выполнения домашнего задания. Вспомним ранее изученный материал:

1. Какую энергию называют внутренней энергией тела?

2. Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию?

3. Приведите примеры изменения внутренней энергии с помощью совершения работы.

4. Приведите примеры изменения внутренней энергии способом теплопередачи.

5. Объясните на основе молекулярного строения тела вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.

При этом все неточности должны фиксироваться, причем не столько учителем, сколько учениками, которые принимают активное участие в работе.

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Теплопроводность.

2. Явление конвекции в жидкостях и газах.

З. Излучение.

Учащиеся уже знают, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Изменение внутренней энергии посредством теплопередачи может производиться по- разному. Различают три вида теплопередачи:

Как вы думаете: что такое теплопроводность, конвекция, излучение, теплопередача? Выслушав ответы, объясняет новый материал.

1. Теплопроводность (используя ресурс №1 учитель объясняет, что такое теплопроводность).

Теплопроводность – такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

Сразу можно акцентировать внимание учащихся на физическом содержании процесса. У пламени горелки молекулы, получив избыток энергии, начинают совершать колебания с большей амплитудой, передавая часть энергии при соударениях с соседними слоями.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие - плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

1. Конвекция (используется ресурс №2)

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться (этот опыт проиллюстрирован в презентации). Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

Плотность горячего воздуха или жидкости меньше, чем холодного, поэтому нагрев производят снизу. При этом конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх, а на их место опускается холодная жидкость.

Замечено, что жидкость можно нагреть и при нагревании ее сверху, но это — длительный процесс. В данном случае нагрев происходит не за счет конвекции, а за счет теплопроводности.

Система отопления помещений основана именно на перемещении конвекционных потоков теплого и холодного воздуха: постоянное перемешивание воздуха приводит к выравниванию температуры по всему объему помещения.

Очевидно, что главным отличием конвекции от теплопроводности является то, что при конвекции происходит перенос вещества, имеющего большую внутреннюю энергию, а при теплопроводности вещество не переносится.

Холодные и теплые морские и океанские течения — примеры конвекции. Также в качестве примеров конвекции можно привести ветры, которые дуют в земной атмосфере.

3. Излучение или лучистый теплообмен (применяем ресурс №3)

Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия доходит до Земли.

Темные тела не только лучше поглощают энергию, но и лучше ее отдают в окружающую среду. Два одинаковых тела, нагретые до одной температуры, остывают по-разному, если у них разный цвет поверхности. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию используют при строительстве самолетов; крыши высотных зданий в жарких странах также красят в светлые тона.

III. Закрепление изученного материла

С целью закрепления изученного материла можно провести краткий опрос-беседу по следующим вопросам:

— Приведите примеры, какие вещества имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность?

—Объясните, как и почему происходит перемещение воздуха над нагретой лампой.

— Почему конвекция невозможна в твердых телах?

— Приведите примеры, показывающие, что тела с темной поверхностью больше нагреваются излучением, чем со светлой. Отвечает на вопросы.

1. Выполнение контрольного задания.

Ученикам нужно решить тесты на компьютерах по теме теплопроводность и конвекция, используя ресурсы №4 и №5.

1. Домашнее задание. §4-6. Ответить на вопросы. Желающие ученики могут подготовить к следующему уроку доклады о применении теплопередачи в природе и технике. Примерными темами докладов могут быть: «Значение видов теплопередачи в авиации и при полетах в космос», «Виды теплопередачи в быту», «Теплопередача в атмосфере», «Учет и использование видов тепло - передачи в сельском хозяйстве» и др.

2. Рефлексия

Оцените свою работу за урок.

1. Если вы поняли материал, можете его рассказать и объяснить, то поставьте себе “5”.

2. Если материал поняли, но есть некоторые сомнения в том, что вы сможете его воспроизвести, то “4”.

3. Если материал усвоен слабо, то “3”.

Поднимите “мордашки”. С каким настроением у нас закончился урок.

Дополнительный материал.

С явлением конвекции связаны процессы горообразования. В первом приближении земной шар можно рассматривать как систему, состоящую из трех концентрических слоев. Внутри находится массивное ядро, состоящее в основном из металлов в виде очень плотной жидкой массы. Ядро окружают полужидкая мантия и литосфера. Самый верхний слой литосферы — земная кора. Литосфера состоит из отдельных плит, которые плавают на поверхности мантии. Вследствие неравномерного разогрева отдельных участков мантии, а также разной плотности горных пород в различных участках мантии в ней возникают конвективные потоки. Они вызывают перемещения литосферных плит, несущих континенты и ложа океанов.

Там, где плиты расходятся, возникают океанские впадины. В других местах, где плиты сталкиваются, образуются горные массивы. Скорость перемещения конвективных потоков в мантии очень мала. Соответственно и плит 2—З см в год. Однако геологические эпохи плиты могут перемещаться на сотни и тысячи километров.

Чем же вызвана столь большая теплопроводность металлов, которая в сотни и тысячи раз больше, чем у изоляторов? дело, очевидно, в структуре металлов, в особенностях металлической связи.

В самом деле, если бы теплопроводность металлов определялась только колебаниями частиц в узлах кристаллической решетки, то она бы не отличалась от теплопроводности изоляторов. Но в металлах есть еще множество свободных электронов

электронный газ, который и обеспечивает их высокую теплопроводность.

В участке металла с высокой температурой часть электронов приобретает большую кинетическую энергию. Так как масса электронов очень мала, то они легко проскакивают десятки промежутков между нонами. Говорят, что у электронов большая длина свободного пробега. Сталкиваясь с нонами, находящимися в более холодных слоях металла, электроны передают им избыток своей энергии, что приводит к повышению температуры этих слоев.

Чем больше длина свободного пробега электронов, тем больше теплопроводность. Именно поэтому у чистых металлов, где в кристаллической решетке дефектов относительно мало, теплопроводность велика, У сплавов, где дефектов решетки гораздо больше, длина свободного пробега меньше, соответственно меньше и теплопроводность.

Приложение к плану-конспекту урока

Виды теплопередачи

(тема урока)

Таблица 2.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР

multiurok.ru

Особенности различных способов теплопередачи. Примеры теплопередачи в природе и технике

Сегодняшнее занятие является завершающим в теме «Различные способы теплопередачи», поэтому сделаем его обобщающим и обсудим различные способы теплопередачи в природе и технике и их особенности на конкретных примерах.

Важно понимать, что процессы теплопередачи в природе происходят непрерывно, и мы можем их наблюдать повсеместно в окружающем нас мире, о чем мы сегодня и поговорим. Вспомним способы теплопередачи:

Пример 1. Получение пара изо льда при нагревании. Поместим в кастрюлю лед при температуре ниже 0°С и начнем ее нагревать, запишем происходящие при этом процессы и укажем наиболее активно проявляющие себя способы теплопередачи на каждом из этапов нагрева. Мы, конечно, понимаем, что последовательность переходов агрегатных состояний вещества при этом будет выглядеть, как на рисунке 1, но распишем их поподробнее.

Рис. 1

1. Нагревание льда до температуры плавления 0°С. Основную роль играет явление теплопроводности, т. к. лед – твердое тело.

2. Плавление льда при температуре 0°С, температура не меняется до того момента времени, пока весь лед не растает. Основную роль играет, по-прежнему, явление теплопроводности.

3. Нагревание воды, образованной изо льда, от температуры 0°С до . В этом процессе и во всех последующих основную роль играет уже конвекция, как более эффективный способ теплопередачи в жидкостях и газах.

4. Кипение воды и образование пара при . Температура на протяжении этого процесса также не меняется. В процессе кипения явление конвекции, пожалуй, проявляет себя самым ярким образом, т. к. даже невооруженным глазом можно наблюдать процессы постоянного естественного перемешивания кипящей воды.

5. Нагревание пара от температуры  и выше.

Пример 2. Образование зернистых пятен на поверхности Солнца. Если посмотреть на фотографии поверхности Солнца, то можно заметить, что вся его поверхность зернистая, а не однородная (см. Рис. 2). С чем же это связано?

Рис. 2. Зернистая поверхность Солнца

Структуру Солнца можно разделить на несколько так называемых слоев, один из которых находится вблизи поверхности и называется конвективной зоной (см. Рис. 3).

Рис. 3. Строение Солнца

По названию этого слоя уже можно догадаться, что в нем происходит процесс конвекции: с одной стороны, вещество фотосферы, охлаждаясь на поверхности, погружается вглубь конвективной зоны, с другой стороны, вещество в нижней части получает излучение из зоны лучевого переноса и поднимается наверх. Вершинами же конвективных потоков являются неровности на поверхности Солнца, которые мы можем видеть на фотографиях в виде зернистости.

Таким образом, можно провести некоторую аналогию между процессами космического масштаба и обыкновенным кипением воды в кастрюле.

Пример 3. Процесс образования ветра. Схематически процесс образования ветра, т. е. движения воздушных масс, можно изобразить на рисунке 4.

Рис. 4. Процесс образования ветра.

Зарождаются потоки ветра, как правило, вблизи водоемов, и, прежде всего, это явление связано с различной теплопроводностью воды и земли (суши). Образование ветра являет собой цикл из двух частей:

1. Днем вода нагревается медленно, а суша получает тепло быстрее, т.е. воздух над водой более холодный, его плотность и давление выше, чем над сушей, и ветер начинает дуть в сторону суши из-за образовавшейся разности давлений.

2. Ночью же, когда суша все из-за той же разности в свойствах теплопроводности остывает быстрее, чем вода, ветер начинает дуть в обратную сторону – с суши на водоем.

Пример 4. Явление возникновения тяги в печной трубе.

Определение. Тяга – это естественный приток воздуха.

С понятием тяги встречаются, главным образом, при рассмотрении конструкции и принципа работы печной трубы (см. Рис. 5).

Рис. 5. Конструкция печной трубы. Схема возникновения тяги

Важнейшим элементом печи является дымовая труба (3), именно она обеспечивает движения конвективных потоков, которые и создают тягу. В области топки (2) горит пламя и разогревает воздух, у которого уменьшается плотность, и он по закону Архимеда начинает устремляться вверх по трубе. Та область, из которой разогретый воздух начал движение вверх, должна наполниться холодным воздухом, который поступает извне печи через топочную дверцу (1). Таким образом, процесс конвективной циркуляции воздуха – отток теплого из трубы и приток холодного из комнаты – и образует тягу.

Интересно заметить, что сила тяги зависит от многих параметров конструкции печи, но наиболее сильным образом – от длины и материала трубы. Например, если используется железная труба, как на рисунке 6, то тяга будет не такой сильной, т. к. воздух успеет отдать свое тепло трубе в процессе подъема, остынет, и конвективный поток замедлится. В кирпичной же трубе (см. Рис. 7), теплопроводность которой значительно меньше железной, воздух практически не будет успевать остывать, и скорость конвективного потока падать не будет, т. е. тяга будет сильнее.

Как видно из указанного замечания относительно материала трубы, для процесса образования тяги важно не только явление конвекции, а и теплопроводности.

Пример 5. Особенности конструкции термоса. Как многие знают, термос – это сосуд, который не дает остывать или нагреваться содержимому. Видов термосов целое множество: одни предназначены для содержания жидкостей (горячего чая или кофе), другие для переноса горячей пищи, третьи, так называемые термосумки, зачастую используются для транспортировки охлажденных напитков (см. Рис. 8), и т. д.

Рис. 8. Различные виды термосов

Возникает вопрос, как же устроен термос, что он обеспечивает термоизоляцию от окружающей среды тех продуктов, которые в нем находятся. Интересно, что конструкция термоса предполагает ограничение активности всех процессов теплопередачи, которые могут происходить между его содержимым и окружающей средой. Для удобства изобразим примерную схему конструкции термоса на рисунке 9.

Одной из основных частей термоса является стеклянная колба (иногда железная), которая имеет двойную структуру (колба в колбе), и между ее стенок откачивается воздух до создания достаточно сильного вакуума. Такая конструкция колбы позволяет практически полностью оградить ее содержимое от теплообмена с окружающей средой посредством теплопроводности, т. к. в вакууме практически полностью отсутствует вещество, что не дает возможности эффективно происходить этим теплообменным процессам.

Для еще большего эффекта теплоизоляции конструкция колбы в термосе предусматривает ограничение процесса потери тепла путем излучения. Для этого внутренняя поверхность колбы покрывается тонким слоем олова (реже серебра), что делает ее зеркальной и не дает излучению покинуть внутреннее пространство колбы.

Рис. 9. Конструкция термоса

Дополнительную изоляцию от теплопроводности обеспечивает и материал футляра (корпуса), который в первую очередь несет защитную функцию и не позволяет колбе разбиться, и прослойка воздуха между футляром и наружной стенкой колбы, которая обладает достаточно плохими свойствами теплопроводности.

Главным уязвимым местом для утечки тепла в термосе является его горловина, поэтому конструкции его крышки уделяют отдельное внимание. Крышка термоса, как правило, состоит из резиновой пробки, которая плотно прилегает к горловине при закрывании, и пористого материала, расположенного внутри ее корпуса, который обеспечивает дополнительную теплоизоляцию.

На приведенных примерах мы с вами рассмотрели проявление различных способов теплопередачи в природе, а также применение и даже способы борьбы с ними в технике. На следующем уроке мы введем понятие, с помощью которого мы будем в дальнейшем измерять объемы тепловой энергии – количество теплоты.

Список рекомендованной литературы

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.

Рекомендованные ссылки на интернет-ресурсы

1. Открытый класс. Сетевые образовательные общества (Источник).

2. Классная физика для любознательных (Источник).

3. Youtube (Источник).

Рекомендованное домашнее задание

1. Газгольдеры – резервуары для хранения отопительного газа – красят в серебристый цвет. Почему?

2. Какие виды теплообмена сведены к минимуму в современных оконных системах?

3. В последнее время приобрела популярность так называемая «термосумка» (см. Рис. 10). Внутри она покрыта похожим на металлическую фольгу материалом, между «фольгой» и внешней тканью вложен вспененный полиуретан, а сверху сумка плотно накрыта крышкой. Какие виды теплообмена в таких сумках сведены к минимуму?

Рис. 10. Термосумка

4. Воздух прозрачен, он не поглощает солнечные лучи, поэтому не может нагреваться непосредственно ими. Почему же летним знойным днем воздух достаточно горячий?

interneturok.ru

Виды теплопередачи. Физика 8 класс

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА Виды теплопередачи

(тема урока)

1. Цель урока: знание и понимание учащимися видов теплопередачи: теплопроводности, конвекции, излучения;

9. Задачи:

обучающие

1) дать определения основных понятий, изучаемых в данной теме: теплопередачей, конвекцией, излучением;

2) установить зависимость теплопроводности от рода вещества

3) учить приводить примеры теплопередачи в природе и технике.

развивающие

1. продолжить развитие умения анализировать опыты и делать на их основе выводы, формирование умения работать в группах;

2. способствовать формированию навыков экспериментальной работы и развитию аналитического мышления учащихся

воспитательные способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу

1. Тип урока Урок изучения нового материала

2. Формы работы учащихся групповая работа, индивидуальная работа

3. Необходимое техническое оборудование мультимедийный проектор, компьютеры учащихся, перечень ЭОР, выход в Интернет

4. Структура и ход урока

Конспект урока

I. Актуализация знаний

Перед началом урока можно провести проверку выполнения домашнего задания. Вспомним ранее изученный материал:

1. Какую энергию называют внутренней энергией тела?

2. Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию?

3. Приведите примеры изменения внутренней энергии с помощью совершения работы.

4. Приведите примеры изменения внутренней энергии способом теплопередачи.

5. Объясните на основе молекулярного строения тела вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.

При этом все неточности должны фиксироваться, причем не столько учителем, сколько учениками, которые принимают активное участие в работе.

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Теплопроводность.

2. Явление конвекции в жидкостях и газах.

З. Излучение.

Учащиеся уже знают, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Изменение внутренней энергии посредством теплопередачи может производиться по- разному. Различают три вида теплопередачи:

Как вы думаете: что такое теплопроводность, конвекция, излучение, теплопередача? Выслушав ответы, объясняет новый материал.

1. Теплопроводность (используя ресурс №1 учитель объясняет, что такое теплопроводность).

Теплопроводность – такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

Сразу можно акцентировать внимание учащихся на физическом содержании процесса. У пламени горелки молекулы, получив избыток энергии, начинают совершать колебания с большей амплитудой, передавая часть энергии при соударениях с соседними слоями.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие - плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

1. Конвекция (используется ресурс №2)

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться (этот опыт проиллюстрирован в презентации). Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

Плотность горячего воздуха или жидкости меньше, чем холодного, поэтому нагрев производят снизу. При этом конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх, а на их место опускается холодная жидкость.

Замечено, что жидкость можно нагреть и при нагревании ее сверху, но это — длительный процесс. В данном случае нагрев происходит не за счет конвекции, а за счет теплопроводности.

Система отопления помещений основана именно на перемещении конвекционных потоков теплого и холодного воздуха: постоянное перемешивание воздуха приводит к выравниванию температуры по всему объему помещения.

Очевидно, что главным отличием конвекции от теплопроводности является то, что при конвекции происходит перенос вещества, имеющего большую внутреннюю энергию, а при теплопроводности вещество не переносится.

Холодные и теплые морские и океанские течения — примеры конвекции. Также в качестве примеров конвекции можно привести ветры, которые дуют в земной атмосфере.

3. Излучение или лучистый теплообмен (применяем ресурс №3)

Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия доходит до Земли.

Темные тела не только лучше поглощают энергию, но и лучше ее отдают в окружающую среду. Два одинаковых тела, нагретые до одной температуры, остывают по-разному, если у них разный цвет поверхности. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию используют при строительстве самолетов; крыши высотных зданий в жарких странах также красят в светлые тона.

III. Закрепление изученного материла

С целью закрепления изученного материла можно провести краткий опрос-беседу по следующим вопросам:

— Приведите примеры, какие вещества имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность?

—Объясните, как и почему происходит перемещение воздуха над нагретой лампой.

— Почему конвекция невозможна в твердых телах?

— Приведите примеры, показывающие, что тела с темной поверхностью больше нагреваются излучением, чем со светлой. Отвечает на вопросы.

1. Выполнение контрольного задания.

Ученикам нужно решить тесты на компьютерах по теме теплопроводность и конвекция, используя ресурсы №4 и №5.

1. Домашнее задание. §4-6. Ответить на вопросы. Желающие ученики могут подготовить к следующему уроку доклады о применении теплопередачи в природе и технике. Примерными темами докладов могут быть: «Значение видов теплопередачи в авиации и при полетах в космос», «Виды теплопередачи в быту», «Теплопередача в атмосфере», «Учет и использование видов тепло - передачи в сельском хозяйстве» и др.

2. Рефлексия

Оцените свою работу за урок.

1. Если вы поняли материал, можете его рассказать и объяснить, то поставьте себе “5”.

2. Если материал поняли, но есть некоторые сомнения в том, что вы сможете его воспроизвести, то “4”.

3. Если материал усвоен слабо, то “3”.

Поднимите “мордашки”. С каким настроением у нас закончился урок.

Дополнительный материал.

С явлением конвекции связаны процессы горообразования. В первом приближении земной шар можно рассматривать как систему, состоящую из трех концентрических слоев. Внутри находится массивное ядро, состоящее в основном из металлов в виде очень плотной жидкой массы. Ядро окружают полужидкая мантия и литосфера. Самый верхний слой литосферы — земная кора. Литосфера состоит из отдельных плит, которые плавают на поверхности мантии. Вследствие неравномерного разогрева отдельных участков мантии, а также разной плотности горных пород в различных участках мантии в ней возникают конвективные потоки. Они вызывают перемещения литосферных плит, несущих континенты и ложа океанов.

Там, где плиты расходятся, возникают океанские впадины. В других местах, где плиты сталкиваются, образуются горные массивы. Скорость перемещения конвективных потоков в мантии очень мала. Соответственно и плит 2—З см в год. Однако геологические эпохи плиты могут перемещаться на сотни и тысячи километров.

Чем же вызвана столь большая теплопроводность металлов, которая в сотни и тысячи раз больше, чем у изоляторов? дело, очевидно, в структуре металлов, в особенностях металлической связи.

В самом деле, если бы теплопроводность металлов определялась только колебаниями частиц в узлах кристаллической решетки, то она бы не отличалась от теплопроводности изоляторов. Но в металлах есть еще множество свободных электронов

электронный газ, который и обеспечивает их высокую теплопроводность.

В участке металла с высокой температурой часть электронов приобретает большую кинетическую энергию. Так как масса электронов очень мала, то они легко проскакивают десятки промежутков между нонами. Говорят, что у электронов большая длина свободного пробега. Сталкиваясь с нонами, находящимися в более холодных слоях металла, электроны передают им избыток своей энергии, что приводит к повышению температуры этих слоев.

Чем больше длина свободного пробега электронов, тем больше теплопроводность. Именно поэтому у чистых металлов, где в кристаллической решетке дефектов относительно мало, теплопроводность велика, У сплавов, где дефектов решетки гораздо больше, длина свободного пробега меньше, соответственно меньше и теплопроводность.

Приложение к плану-конспекту урока

Виды теплопередачи

(тема урока)

Таблица 2.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР

multiurok.ru

Урок "Виды теплопередачи" 8 класс

Урок физики 8 класс. Виды теплопередачи

Цели: ознакомить учащихся с. видами теплообмена; научить их объяснять тепловые явления на основании молекулярно-кинетической теории.

Демонстрации: презентация, вращение вертушки над горящей лампой.

Ход урока

1. Повторение. Проверка домашнего задания

Фронтальный опрос:

1. Внутренняя энергия это….

2. Внутренняя энергия тела зависит….

3. Изменить внутреннюю энергии можно путем ….

4. После того как распилили бревно, пила нагрелась. Каким способом изменили внутреннюю энергию пилы?

5. После того как распилили бревно, пила нагрелась. Каким способом изменили внутреннюю энергию пилы?

6. Сок поставили в холодильник и охладили. Каким способом изменили внутреннюю энергию сока?

7. Два одинаковых камня лежали на земле. Первый камень подняли и положили на стол, а второй подбросили вверх. Изменилась ли внутренняя энергия камней?

8. В две одинаковые кастрюли налили одинаковое количество воды. В первой кастрюле воду довели до кипения, а во второй слегка подогрели. В каком случае внутренняя энергия воды изменилась меньше?

9. При затачивании топор нагревается. Каков способ изменения внутренней энергии топора?

10. Кувшин с молоком отнесли в погреб, где оно охладилось. Каким способом изменилась внутренняя энергия молока?

11. Одну из двух одинаковых серебряных ложек опустили в стакан с кипятком, а другую в стакан с тёплой водой. В каком случае внутренняя энергия ложки изменится меньше?

12. Два железных бруска массами 200 и 300 г, взятых при комнатной температуре, охладили до одинаковой температуры. У какого бруска внутренняя энергия изменилась больше?

II. Изучение нового материала

Мы знаем, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: путем совершения работы и путем теплообмена (теплопередачи). Изменение внутренней энергии посредством теплообмена может производиться по-разному. Различают три вида теплообмена – теплопроводность, конвекция и излучение.

1. Теплообмен посредством теплопроводности.

Теплопроводность - такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени. Слайды презентации: зависимость теплопроводности от рода вещества.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие - плохие проводники тепла. Это - различные породы древесины, строительный кирпич, в котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

2. Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

infourok.ru

Смотрите также

• 
  Рефераты для учащихся начальных классов
• 
  Реферат проблема выбора в экономике
• 
  Реферат на тему профессия сварщик
• 
  Первая помощь при родах реферат
• 
  Географическая карта 6 класс реферат
• 
  Жизнь и творчество фета реферат
• 
  Жизнь и творчество фет реферат
• 
  Соотношения государства и права реферат
• 
  Реферат фет жизнь и творчество
• 
  Реферат реабилитация при бронхиальной астме
• 
  Реферат на тему загрязнения биосферы