22.10.16 15:50:35
Видове топлопреминаване
Физика 8 клас
Copyright © 2007 Microsoft Corporation. Всички права запазени. Имената на Microsoft, Windows, Windows Vista и други продукти са или могат да бъдат регистрирани търговски марки и / или търговски марки в САЩ и / или други държави.
Информацията в този документ е само за демонстрационни цели и не представя вижданията на Microsoft Corporation към момента на това представяне. Поради променящите се пазарни условия Microsoft не гарантира точността на информацията, предоставена след като тази презентация е написана, нито поема отговорност за това. MICROSOFT НЕ ПРАВИ НИКАКВА, НАЛИЧНА ИЛИ ЗАКЛЮЧИТЕЛНА ГАРАНЦИЯ ПО ИНФОРМАЦИЯТА В ТАЗИ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ.
ТОПЛОПРОВОДИМОСТ
пренос на енергия от по -нагряти части на тялото към по -слабо загряти поради топлинно движение и взаимодействие на микрочастици (атоми, молекули, йони и др.), което води до изравняване на телесната температура.
Различните материали имат различна топлопроводимост
Медна стомана
ТОПЛИЧНА ПРОВОДИМОСТ В БИЗНЕС
Добра топлопроводимост
Лоша топлопроводимост
КОНВЕКЦИЯ
това е пренос на енергия чрез струи течност или газ. При конвекция материята се прехвърля.
КОНВЕКЦИЯТА МОЖЕ ДА БЪДЕ:
ЕСТЕСТВЕН
ИЗКУСТВЕНО
(ПРИНУДЕН)
Конвекция у дома
Отопление на дома
Охлаждащ корпус
А при топлопроводимостта и конвекцията едно от условията за пренос на енергия е наличието на материя. Но как топлината на Слънцето се предава към нас на Земята, защото космическото пространство е вакуум, т.е. няма вещество или е вътре много рядкосъстояние?
Следователно има друг начин за прехвърляне на енергия
РАДИАЦИЯ
Радиацията е процес на излъчване и разпространение на енергия под формата на вълни и частици.
Всички тела около нас излъчват топлина в една или друга степен.
слънчева светлина
Устройството за нощно виждане улавя най -слабото топлинно излъчване и го трансформира в изображение
Леки (огледални) повърхности - отразяват топлинното излъчване
По този начин можете да намалите топлинните загуби или да насочите топлината на правилното място.
Тъмните повърхности абсорбират топлинна радиация
Слънчевият колектор е устройство за събиране на топлинна енергия от слънцето (слънчева централа), пренасяно от видима светлина и близка инфрачервена радиация. За разлика от слънчевите панели, които директно генерират електричество, слънчевият колектор загрява топлопреносния материал.
- Защо красиво проектираните радиатори за отопление не са поставени в стаята близо до тавана?
- Защо в горещ слънчев летен ден носим леки и леки дрехи, покриваме главите си със светла шапка, панама и т.н.?
- Защо ножиците са по -студени на допир от молив?
ТОПЛОПРОВОДИМОСТ Топла вода се излива в алуминиеви и стъклени съдове със същия капацитет. Кое от тенджерите ще се загрее по -бързо до температурата на водата, излята в него? Алуминият провежда топлина по -бързо от стъклото, така че алуминиевият съд се нагрява по -бързо до температурата на водата, излята в него
КОНВЕКЦИЯ В индустриалните хладилници въздухът се охлажда чрез тръби, през които тече охладена течност. Къде трябва да бъдат разположени тези тръби: в горната или долната част на стаята? За да се охлади помещението, тръбите, през които изтича охладената течност, трябва да се поставят отгоре. Горещият въздух, в контакт със студени тръби, ще се охлажда и под действието на силата на Архимед ще слезе.
Вид топлообмен Характеристики на топлопреминаване Модел Топлопроводимост Изисква определено време Веществото не се движи Пренос на атомно-молекулна енергия Конвекцията Материята се пренася от струи Наблюдава се в течност и газ Естествено, принудено Топло нагоре, студено надолу Излъчване Излъчване на всички нагрети тела Извършено в пълен вакуум Излъчвано, отразено, абсорбирано
Топлинният пренос е спонтанен необратим процес на пренос на енергия от по -нагряти тела или части от тялото към по -слабо загряти. Топлинният пренос е начин за промяна на вътрешната енергия на тяло или система от тела. Топлообменът определя и съпътства процесите в природата, технологиите и в ежедневието. Има три вида топлопреминаване: топлопроводимост, конвекция и радиация.
Назад напред
Внимание! Визуализациите на слайдове са само за информационни цели и може да не представляват всички опции за презентация. Ако се интересувате от тази работа, моля, изтеглете пълната версия.
Цели на урока:
- Да запознае учениците с видовете топлопреминаване.
- Да се формира способността да се обяснява топлопроводимостта на телата от гледна точка на структурата на материята; да могат да анализират видео информация; обясняват наблюдаваните явления.
Тип на урока:комбиниран урок.
Демонстрации:
1. Прехвърляне на топлина по метален прът.
2. Видео демонстрация на експеримента, сравняваща топлопроводимостта на сребро, мед и желязо.
3. Въртене на хартиения грамофон върху включена лампа или плочка.
4. Видео демонстрация на възникване на конвекционни потоци при нагряване на вода с калиев перманганат.
5. Видео демонстрация на излъчването на тела с тъмни и светли повърхности.
ПО ВРЕМЕ НА ЧАСОВЕТЕ
I. Организационен момент
II. Комуникация на темата и целите на урока
В предишния урок научихте, че вътрешната енергия може да бъде променена чрез работа или пренос на топлина. Днес в урока ще разгледаме как се променя вътрешната енергия чрез пренос на топлина.
Опитайте се да обясните значението на думата "топлопренос" (думата "топлопренос" предполага пренос на топлинна енергия). Има три начина за прехвърляне на топлина, но аз няма да ги назова, вие сами ще ги назовете, когато решавате пъзелите.
Отговори: топлопроводимост, конвекция, радиация.
Нека се запознаем поотделно с всеки вид топлопренос и нека девизът на нашия урок да бъдат думите на М. Фарадей: „Наблюдавайте, изучавайте, работете“.
III. Изучаване на нов материал
1. Топлопроводимост
Отговори на въпросите:(слайд 3)
1. Какво се случва, ако поставим студена лъжица в горещ чай? (След известно време той ще се загрее).
2. Защо студената лъжица се нагорещи? (Чаят дава част от топлината си на лъжицата, а част на околния въздух.)
Заключение:От примера става ясно, че топлината може да се прехвърля от по -топло тяло към по -слабо загрято тяло (от гореща вода към студена лъжица). Но енергията се пренасяше по самата лъжица - от загрятия й край до студения.
3. Какво причинява пренос на топлина от нагретия край на лъжицата към студения край? (В резултат на движението и взаимодействието на частици)
Нагряването на лъжица в горещ чай е пример за топлопроводимост.
Топлопроводимост- пренос на енергия от по -нагряти части на тялото към по -слабо загряти, в резултат на топлинно движение и взаимодействие на частици.
Нека проведем експеримента:
Прикрепете края на медната жица към крака на статива. Шпилките са прикрепени към жицата с восък. Ще загряваме свободния край на жицата на свещта или върху пламъка на спиртна лампа.
Въпроси:(слайд 4)
1. Какво виждаме? (Карамфилите постепенно започват да падат един по един, първо тези, които са по -близо до пламъка).
2. Как се осъществява преносът на топлина? (От горещия край на проводника до студения край).
3. Колко време ще отнеме топлопреминаването по проводника? (Докато целият проводник се загрее, т.е. докато температурата в целия проводник се изравни)
4. Какво можете да кажете за скоростта на движение на молекулите в зоната, разположена по -близо до пламъка? (Молекулярната скорост се увеличава)
5. Защо следващият участък от тел се загрява? (В резултат на взаимодействието на молекулите, скоростта на движение на молекулите в следващия раздел също се увеличава и температурата на този участък се увеличава)
6. Влияе ли разстоянието между молекулите на скоростта на топлопреминаване? (Колкото по -малко е разстоянието между молекулите, толкова по -бързо преминава топлопреминаването)
7. Помнете подреждането на молекулите в твърди тела, течности и газове. В кои тела процесът на пренос на енергия ще протече по -бързо? (По -бързо в металите, след това в течностите и газовете).
Гледайте демонстрация на експеримента и се пригответе да отговорите на въпросите ми.
Въпроси:(слайд 5)
1. На коя плоча топлината се разпространява по -бързо, а на коя по -бавно?
2. Направете заключение за топлопроводимостта на тези метали. (По -добра топлопроводимост за сребро и мед, малко по -лошо за желязо)
Моля, обърнете внимание, че прехвърлянето на топлина в този случай не пренася тялото.
Вълна, коса, птичи пера, хартия, корк и други порести тела имат лоша топлопроводимост. Това се дължи на факта, че въздухът се съдържа между влакната на тези вещества. Най -ниската топлопроводимост има вакуумът (пространство освободено от въздуха).
Нека запишем основното характеристики на топлопроводимостта:(слайд 7)
- в твърди вещества, течности и газове;
- самото вещество не се толерира;
- води до изравняване на телесната температура;
- различни тела - различна топлопроводимост
Примери за топлопроводимост: (слайд 8)
1. Снегът е поресто, рохкаво вещество, съдържа въздух. Следователно снегът има лоша топлопроводимост и добре предпазва земята, зимните култури, овощните дървета от замръзване.
2. Кухненските държачи са направени от материал, който има лоша топлопроводимост. Дръжките на чайници и тенджери са изработени от материали с лоша топлопроводимост. Всичко това предпазва ръцете от изгаряния при докосване на горещи предмети.
3. Вещества с добра топлопроводимост (метали) се използват за бързо нагряване на тела или части.
2. Конвекция
Познайте загадките:
1) Погледнете под прозореца -
Там се простира акордеон,
Но акордеонът не свири -
Нашият апартамент се затопля от ... (батерия)2) Нашата дебела Fedora
не изяжда скоро.
Но когато си пълен,
От Fedora - топлина ... (фурна)
Батериите, печките, радиаторите за отопление се използват от хората за отопление на жилищни помещения, или по -скоро за затопляне на въздуха в тях. Това се дължи на конвекцията, следващия вид пренос на топлина.
КонвекцияТова е пренос на енергия чрез струи течност или газ. (Слайд 9)
Нека се опитаме да обясним как се случва конвекцията в жилищните помещения.
Въздухът, в контакт с батерията, се нагрява от нея, докато тя се разширява, плътността й става по -малка от тази на студен въздух. Топлият въздух, като по -лек, се издига нагоре под действието на силата на Архимед, а тежкият студен въздух се спуска надолу.
След това отново: по -студен въздух достига до батерията, загрява се, разширява се, става по -лек и се издига нагоре под действието на Архимедовата сила и т.н.
Благодарение на това движение въздухът в стаята се затопля.
Хартиен грамофон, поставен върху включена лампа, започва да се върти. (Слайд 10)
Опитайте се да обясните как става това? (Студеният въздух, когато се нагрее, близо до лампата се затопля и се издига нагоре, докато грамофонът се върти).
Течността се загрява по същия начин. Гледайте експеримент за наблюдение на конвекционни потоци при нагряване на вода (с помощта на калиев перманганат). (Слайд 11)
Моля, обърнете внимание, че за разлика от топлопроводимостта, конвекцията възниква, когато материята се пренася, а конвекцията не се случва в твърди тела.
Има два вида конвекция: естествени принуден.
Нагряващата течност в тенджера или въздухът в помещението са примери за естествена конвекция. За възникването му веществата трябва да се нагряват отдолу или да се охлаждат отгоре. Защо е така? Ако загряваме отгоре, тогава къде ще се движат нагрятите слоеве вода, а къде студените? (Отговор: никъде, тъй като нагрятите слоеве вече са отгоре, а студените слоеве ще останат най -отдолу)
Принудителната конвекция възниква, когато течността се разбърква с лъжица, помпа или вентилатор.
Характеристики на конвекция:(слайд 12)
- се среща в течности и газове, не е възможно в твърди вещества и вакуум;
- самото вещество се прехвърля;
- трябва да загреете веществата отдолу.
Примери за конвекция:(слайд 13)
1) студени и топли морски и океански течения,
2) в атмосферата вертикалните движения на въздуха водят до образуване на облаци;
3) охлаждане или загряване на течности и газове в различни технически устройства, например хладилници и др., Осигурява се водно охлаждане на двигателите
вътрешно горене.
3. Радиация
(Слайд 14)
Всеки знае товаСлънцето е основният източник на топлина на Земята. Земята се намира на разстояние 150 милиона км от нея. Как се пренася топлината от Слънцето към Земята?
Между Земята и Слънцето извън нашата атмосфера цялото пространство е вакуум. И ние знаем, че топлопроводимостта и конвекцията не могат да възникнат във вакуум.
Как се осъществява преносът на топлина? Тук се осъществява друг вид пренос на топлина - радиация.
Радиация - това е топлообмен, при който енергията се пренася от електромагнитни лъчи.
Тя се различава от топлопроводимостта и конвекцията по това, че топлината в този случай може да се предава чрез вакуум.
Гледайте видеото за радиацията (слайд 15).
Всички тела излъчват енергия: човешкото тяло, фурната, електрическата лампа.
Колкото по -висока е телесната температура, толкова по -силно е нейното топлинно излъчване.
Телата не само излъчват енергия, но и я абсорбират.
(слайд 16) Освен това тъмните повърхности абсорбират и излъчват енергия по -добре от телата със светла повърхност.
Характеристики на радиацията(слайд 17):
- се среща във всяко вещество;
- колкото по -висока е телесната температура, толкова по -интензивна е радиацията;
- възниква във вакуум;
- тъмните тела абсорбират радиацията по -добре от светлите и излъчват по -добре.
Примери за използване на радиация на тялото(слайд 18):
повърхностите на ракети, дирижабли, балони, спътници, самолети са боядисани със сребърна боя, така че да не се нагряват от Слънцето. Ако, напротив, е необходимо да се използва слънчева енергия, тогава частите на устройствата са боядисани в тъмен цвят.
Хората през зимата носят тъмни дрехи (черно, синьо, канела), те са по -топли, а през лятото са светли (бежово, бяло). Мръсният сняг се топи по -бързо при слънчево време, отколкото чистият сняг, тъй като телата с тъмна повърхност абсорбират по -добре слънчевата радиация и се нагряват по -бързо.
IV. Затвърждаване на придобитите знания с примери за задачи
Игра „Опитайте, обяснете“, (слайдове 19-25).
Преди да сте игрално поле с шест задачи, можете да изберете всяка. След като изпълните всички задачи, ще откриете мъдра поговорка и този, който много често я произнася от телевизионните екрани.
1. Коя къща е по -топла през зимата, ако дебелината на стената е еднаква?В дървена къща е по -топло, тъй като дървото съдържа 70% въздух, а тухлите 20%. Въздухът е лош проводник на топлина. Напоследък в строителството се използват „порести“ тухли за намаляване на топлопроводимостта.
2. Как се предава енергия от източника на топлина към момчето?На момчето, седнало до печката, енергията се предава главно чрез топлопроводимост.
3. Как се предава енергия от източника на топлина към момчето?
За момче, лежащо на пясъка, енергията от слънцето се предава чрез радиация, а от пясъка чрез топлопроводимост.
4. Кой от тези вагони се използва за транспортиране на нетрайни стоки? Защо?Нетрайните стоки се транспортират в боядисани в бяло вагони, тъй като такъв вагон се нагрява по-малко от слънчевите лъчи.
5. Защо водолюбивите птици и други животни не замръзват през зимата?
Козината, вълната, пухът имат лоша топлопроводимост (наличието на въздух между влакната), което позволява на тялото на животното да съхранява енергията, произвеждана от тялото, и да се предпазва от охлаждане.
6. Защо рамките на прозорците се удвояват?
Между рамките има въздух, който има лоша топлопроводимост и предпазва от загуба на топлина.
„Светът е по -интересен, отколкото ни се струва“, Александър Пушной, програма „Галилео“.
V. Обобщение на урока
- Какви видове топлопреминаване сме срещали?
- Определете кой тип топлопренос играе важна роля в следните ситуации:
а) загряване на вода в чайник (конвекция);
б) човек се загрява до огъня (радиация);
в) загряване на повърхността на масата от включената настолна лампа (радиация);
г) загряване на метален цилиндър, потопен във вряща вода (топлопроводимост).
Решете кръстословицата(слайд 26):
1. Количеството, от което зависи интензивността на радиацията.
2. Видът на топлопреминаването, което може да се извърши във вакуум.
3. Процесът на промяна на вътрешната енергия, без да се извършва работа върху тялото или самото тяло.
4. Основният източник на енергия на Земята.
5. Смес от газове. Лоша топлопроводимост.
6. Процесът на превръщане на един вид енергия в друг.
7. Металът с най -добра топлопроводимост.
8. Редки газове.
9. Количество със запазеното свойство.
10. Вид пренос на топлина, който е придружен от пренос на материя.
След като решихте кръстословицата, имате друга дума, която е синоним на думата „топлопренос“ - това е думата ... („топлопренос“). „Топлообмен“ и „топлопренос“ са едни и същи думи по значение. Използвайте ги, като замените едното с другото.
Ви. Домашна работа
§ 4, 5, 6, изх. 1 (3), изх. 2 (1), изх. 3 (1) - в писмена форма.
Вии. Отражение
В края на урока каним учениците да обсъдят урока: какво им е харесало, какво биха искали да променят, да оценят участието си в урока.
Звънецът ще прозвучи сега
Урокът приключи.
Довиждане, приятели,
Време е за почивка.
Тема: Физика и астрономия
Клас: 8 руски
Тема: Топлопроводимост, конвекция, излъчване.
Тип на урока: Комбинирано
Целта на урока:
Образователни: въведете концепцията за топлопреминаване, с видовете топлопреминаване, обяснете, че преносът на топлина във всеки от видовете топлопренос винаги върви в една посока; че в зависимост от вътрешната структура топлопроводимостта на различни вещества (твърди, течни и газообразни) е различна, че черна повърхност е най -добрият излъчвател и най -добрият абсорбатор на енергия.
Развиващ: развийте познавателен интерес към предмета.
Образователно: насърчавайте чувство за отговорност, способност компетентно и ясно да изразявате мислите си, да можете да се държите и да работите в екип
Интердисциплинарна комуникация: химия, математика
Нагледни помагала: 21-30 фигури, таблица за топлопроводимост
Технически помощни средства: __________________________________________________
_______________________________________________________________________
Структура на урока
1. Оорганизация на урока(2 минути.)
Поздрави на учениците
Проверка на посещаемостта на учениците и готовността на урока за урока.
2. Анкета за домашна работа (15 минути)Тема: Вътрешна енергия. Начини за промяна на вътрешната енергия.
3. Обяснение на новия материал. (15 минути)
Методът за промяна на вътрешната енергия, при който частиците на по -нагрято тяло, имащо по -голяма кинетична енергия, при контакт с по -малко нагрято тяло, предават енергия директно на частиците на по -малко нагрято тяло, се наричапренос на топлина Има три метода за пренос на топлина: топлопроводимост, конвекция и излъчване.
Тези видове пренос на топлина имат свои собствени характеристики, но преносът на топлина с всеки от тях винаги върви в една посока: от по -топло тяло към по -малко загрято тяло . В този случай вътрешната енергия на по -топло тяло намалява, а тази на по -студено се увеличава.
Феноменът на пренос на енергия от по -загрята част на тялото към по -слабо загрята или от по -нагрято тяло към по -слабо загрята чрез директен контакт или междинни тела се наричатоплопроводимост.
В твърдо вещество частиците са постоянно в колебателно движение, но не променят равновесното си състояние. С повишаването на телесната температура, когато се нагрява, молекулите започват да вибрират по -интензивно, тъй като тяхната кинетична енергия се увеличава. Част от тази увеличена енергия постепенно се прехвърля от една частица на друга, т.е. от една част на тялото към съседни части на тялото и др. Но не всички твърди тела пренасят енергия еднакво. Сред тях са така наречените изолатори, при които механизмът на топлопроводимост протича доста бавно. Те включват азбест, картон, хартия, филц, ниранит, дърво, стъкло и редица други твърди вещества. Medb, среброто имат висока топлопроводимост. Те са добри топлопроводители.
Топлинната проводимост на течностите е ниска. Когато течността се нагрява, вътрешната енергия се прехвърля от по -нагрята област в по -слабо загрята по време на сблъсъци на молекули и отчасти поради дифузия: по -бързите молекули проникват в по -малко нагрята област.
В газовете, особено в разредените, молекулите са на достатъчно голямо разстояние една от друга, така че тяхната топлопроводимост е дори по -ниска от тази на течностите.
Перфектният изолатор е вакуум , защото в него няма частици за пренос на вътрешна енергия.
В зависимост от вътрешното състояние, топлопроводимостта на различните вещества (твърди, течни и газообразни) е различна.
Топлопроводимостта зависи от естеството на преноса на енергия в дадено вещество и не е свързана с движението на самото вещество в тялото.
Известно е, че топлопроводимостта на водата е ниска и когато горният слой вода се нагрява, долният слой остава студен. Въздухът провежда топлина дори по -лошо от водата.
Конвекция - това е процес на пренос на топлина, при който енергията се пренася от струи течност или газ.Конвекция на латински означава"смесване". Конвекцията отсъства в твърди тела и не протича във вакуум.
Covection, широко използван в ежедневието и технологиите, е естествен или безплатен .
Когато за равномерно смесване на течности или газове те се разбъркват с помпа или смесител, се нарича конвекция принуден.
Радиатор е устройство, което е плосък цилиндричен метален контейнер, едната страна на който е черна, а другата е лъскава. Вътре в него има въздух, който при нагряване може да се разшири и да излезе през отвора.
В случай, когато топлината се прехвърля от нагрято тяло към топлоприемник с помощта на невидими за окото топлинни лъчи, видът топлопренос се наричарадиация или лъчева топлина
Абсорбция се нарича процес на преобразуване на радиационната енергия във вътрешната енергия на тялото
Радиация (или лъчист топлообмен) е процесът на прехвърляне на енергия от едно тяло в друго с помощта на електромагнитни вълни.
Колкото по -висока е телесната температура, толкова по -висок е интензитетът на радиация. Прехвърлянето на енергия чрез радиация не изисква среда: топлинните лъчи също могат да се разпространяват през вакуум.
Черна повърхност-Най -добър излъчвател и най -добър абсорбер, последван от грапави, бели и полирани повърхности.
Добрите абсорбатори на енергия са добри излъчватели, а лошите абсорбери са лоши излъчватели на енергия.
4. Закрепване:(10 минути)въпроси за самодиагностика, задачи и упражнения
задачи: 1) Сравнение на топлопроводимостта на метал и стъкло, вода и въздух, 2) Наблюдение на конвекцията в хола.
6. Оценка на знанията на учениците. (1 мин.)
Основна литература: Физика и астрономия 8 клас
Допълнително четене: ND Bytko "Физика" части 1 и 2