22.10.16 15:50:35 ч
Видове пренос на топлина
Физика 8 клас
Copyright © Microsoft Corporation 2007. Всички права запазени. Microsoft, Windows, Windows Vista и други имена на продукти са или могат да бъдат регистрирани търговски марки и/или търговски марки в Съединените щати и/или други страни.
Информацията в този документ е само с илюстративна цел и не представлява възгледите на представители на Microsoft към датата на тази презентация. Тъй като Microsoft трябва да реагира на променящите се пазарни условия, Microsoft не гарантира точността на информацията, предоставена след това представяне, нито поема такава отговорност. MICROSOFT НЕ ДАВА ГАРАНЦИИ, ИЗРИЧНИ, ПОДРАЗБЕЛЕНИ ИЛИ ЗАКОНОВЕ, ОТНОСНО ИНФОРМАЦИЯТА В ТАЗИ ПРЕЗЕНТАЦИЯ.
ТОПЛОПРОВОДИМОСТ
пренасяне на енергия от по-нагрети части на тялото към по-малко нагрети 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
ТЕРМОПРОВОДНОСТ В БИТА
Добра топлопроводимост
Лоша топлопроводимост
КОНВЕКЦИЯ
Това е пренос на енергия чрез струи течност или газ. Конвекцията е пренос на материя.
КОНВЕКЦИЯТА МОЖЕ ДА БЪДЕ:
НАТУРАЛЕН
ИЗКУСТВЕНА
(ПРИНУДЕН)
Конвекция у дома
Отопление на дома
Домашно охлаждане
Както при топлопроводимост, така и при конвекция, едно от условията за пренос на енергия е наличието на материя. Но как ни се предава топлината на Слънцето на Земята, защото космическото пространство е вакуум, т.е. няма субстанция или е вътре много рядкосъстояние?
Следователно има друг начин за пренос 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 ви позволява да уловите най-слабото топлинно излъчване и да го преобразувате в изображение
Светлинни (огледални) повърхности - отразяват топлинното излъчване
По този начин можете да намалите топлинните загуби или да насочите топлината към правилното място.
Тъмните повърхности абсорбират топлинна радиация
Слънчев колектор - устройство за събиране на топлинната енергия на Слънцето (слънчева централа), пренасяна от видима светлина и близо инфрачервено лъчение. За разлика от слънчевите панели, които произвеждат електричество директно, слънчевият колектор загрява топлопренасящия материал.
- Защо красиво проектираните радиатори за отопление не са поставени в стая близо до тавана?
- Защо обличаме светли и светли дрехи в горещ слънчев летен ден, покриваме главите си със светла шапка, панама и т.н.?
- Защо ножиците са по-студени от молив?
ТОПЛОПРОВОДНОСТ Топлата вода се налива в алуминиеви и стъклени тигани с еднакъв капацитет. Коя от тенджерите бързо ще се нагрее до температурата на водата, излята в него? Алуминият провежда топлина по-бързо от стъклото, така че алуминиевият тиган бързо ще се нагрее до температурата на водата, излята в него
КОНВЕКЦИЯ В индустриалните хладилници въздухът се охлажда с помощта на тръби, през които протича охладената течност. Къде трябва да бъдат разположени тези тръби: в горната или в долната част на стаята? За охлаждане на помещението тръбите, през които тече охладената течност, трябва да бъдат разположени отгоре. Горещият въздух, в контакт със студени тръби, ще се охлажда и под действието на силата на Архимед ще падне надолу.
Вид топлопреминаване Характеристики на топлопреминаване Фигура Топлопроводимост Изисква определено време Веществото не се движи Атомно-молекулен пренос на енергия Конвекция Веществото се пренася в струи Наблюдава се в течност и газ Естествено, принудено Топло нагоре, студено надолу Радиация Всички нагрети тела излъчват То е извършва се в пълен вакуум Излъчен, отразен, погълнат
Преносът на топлина е спонтанен необратим процес на пренос на енергия от по-нагрети тела или части от тялото към по-малко нагрети. Преносът на топлина е начин за промяна на вътрешната енергия на тяло или система от тела. Преносът на топлина определя и съпътства процеси в природата, в технологиите и в ежедневието. Има три вида пренос на топлина: проводимост, конвекция и излъчване.
Назад напред
Внимание! Предварителният преглед на слайда е само за информационни цели и може да не представлява пълния обхват на презентацията. Ако си заинтересован тази работамоля, изтеглете пълната версия.
Цели на урока:
- Да запознае учениците с видовете топлопреминаване.
- Да формират умение да обясняват топлопроводимостта на телата от гледна точка на структурата на материята; да може да анализира видео информация; обясняват наблюдаваните явления.
Тип урок:комбиниран урок.
Демонстрации:
1. Пренос на топлина по метален прът.
2. Видео демонстрация на експеримент, сравняващ топлопроводимостта на сребро, мед и желязо.
3. Завъртане на хартиена въртележка върху включена лампа или плочка.
4. Видео демонстрация на възникване на конвекционни течения при нагряване на водата с калиев перманганат.
5. Видео демонстрация за излъчване на тела с тъмна и светла повърхност.
ПО ВРЕМЕ НА УРОКИТЕ
I. Организационен момент
II. Отчитане на темата и целите на урока
В предишния урок научихте, че вътрешната енергия може да се промени чрез извършване на работа или чрез пренасяне на топлина. Днес в урока ще разгледаме как се случва промяната на вътрешната енергия чрез пренос на топлина.
Опитайте се да обясните значението на думата "пренос на топлина" (думата "пренос на топлина" предполага пренос на топлинна енергия). Има три начина за предаване на топлина, но няма да ги назовавам, вие сами ще ги назовете, когато решавате пъзелите.
Отговори: проводимост, конвекция, излъчване.
Нека се запознаем с всеки вид топлопредаване поотделно и нека думите на М. Фарадей станат мотото на нашия урок: „Наблюдавайте, изучавайте, работете“.
III. Изучаване на нов материал
1. Топлопроводимост
Отговори на въпросите:(слайд 3)
1. Какво се случва, ако сложим студена лъжица в горещ чай? (След известно време ще се затопли).
2. Защо студената лъжица се нагрява? (Чаят отдава част от топлината си на лъжицата, а част на околния въздух).
заключение:От примера става ясно, че топлината може да се предаде от тяло, което е по-загрято, към тяло, което е по-малко нагрявано (от топла водана студена лъжица). Но енергията се пренасяла и по самата лъжица – от нагрятия й край към студения.
3. В резултат на какво е предаването на топлина от загрятия край на лъжицата към студения? (В резултат на движението и взаимодействието на частиците)
Нагряването на лъжица в горещ чай е пример за топлопроводимост.
Топлопроводимост- прехвърляне на енергия от по-нагрети части на тялото към по-малко нагрети, в резултат на топлинно движение и взаимодействие на частици.
Нека експериментираме:
Фиксирайте края на медния проводник в стъпалото на статива. Карамфилите са прикрепени към жицата с восък. Ще загреем свободния край на жицата на свещите или на пламъка на алкохолна лампа.
въпроси:(слайд 4)
1. Какво наблюдаваме? (Карамфилите започват постепенно да падат един по един, първо тези, които са по-близо до пламъка).
2. Как става топлопреминаването? (От горещия край на проводника към студения край).
3. Колко време ще отнеме топлопреминаването през жицата? (Докато целия проводник се нагрее, тоест докато температурата в целия проводник се изравни)
4. Какво може да се каже за скоростта на движение на молекулите в областта, разположена по-близо до пламъка? (Молекулите се движат по-бързо)
5. Защо следващото парче тел се нагрява? (В резултат на взаимодействието на молекулите, скоростта на движение на молекулите в следващата секция също се увеличава и температурата на тази част се увеличава)
6. Разстоянието между молекулите влияе ли на скоростта на топлопреминаване? (Колкото по-малко е разстоянието между молекулите, толкова по-бърз е преносът на топлина)
7. Припомнете си подреждането на молекулите в твърди вещества, течности и газове. В кои тела процесът на пренос на енергия ще протича по-бързо? (По-бързо в метали, след това в течности и газове).
Гледайте демонстрацията на експеримента и бъдете готови да отговорите на въпросите ми.
въпроси:(слайд 5)
1. Върху коя плоча топлината се разпространява по-бързо, а върху коя по-бавно?
2. Направете заключение за топлопроводимостта на тези метали. (По-добра топлопроводимост за сребро и мед, малко по-лоша за желязо)
Имайте предвид, че в този случай няма пренос на тялото по време на пренос на топлина.
Вълна, коса, птичи пера, хартия, корк и други порести тела имат лоша топлопроводимост. Това се дължи на факта, че между влакната на тези вещества се съдържа въздух. Вакуумът (пространството, освободено от въздух) има най-ниска топлопроводимост.
Нека запишем основното характеристики на топлопроводимост:(слайд 7)
- в твърди вещества, течности и газове;
- самото вещество не се понася;
- води до изравняване на телесната температура;
- различни тела- различна топлопроводимост
Примери за топлопроводимост: (слайд 8)
1. Снегът е пореста, рохкава субстанция, съдържа въздух. Следователно снегът има лоша топлопроводимост и добре предпазва земята, зимните култури, овощните дървета от замръзване.
2. Кухненските поставки за саксии са изработени от материал, който има лоша топлопроводимост. Дръжките на чайници, тигани са изработени от материали с лоша топлопроводимост. Всичко това предпазва ръцете от изгаряния при докосване на горещи предмети.
3. Веществата с добра топлопроводимост (метали) се използват за бързо нагряване на тела или части.
2. Конвекция
Познайте гатанките:
1) Погледни под прозореца -
Има изпънат акордеон
Но хармониката не свири -
То топли апартамента ни ... (батерия)2) Нашата дебела Fedora
яде скоро.
Но когато си пълен
От Fedora - топлина ... (фурна)
Батериите, печките, радиаторите за отопление се използват от човек за отопление на жилищни помещения или по-скоро за отопление на въздуха в тях. Това се случва поради конвекция - следващият вид топлопренос.
Конвекцияе пренос на енергия чрез струи течност или газ. (Слайд 9)
Нека се опитаме да обясним как възниква конвекцията в жилищни помещения.
Въздухът, който е в контакт с батерията, се нагрява от нея, докато се разширява, плътността му става по-малка от плътността на студения въздух. Топлият въздух, като по-лек, се издига нагоре под действието на силата на Архимед и тежък студен въздухслиза.
След това отново: по-студеният въздух достига до батерията, нагрява 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.
Хартиена въртелица, поставена върху включена лампа, започва да се върти. (Слайд 10)
Опитайте се да обясните как се случва? (Студеният въздух при нагряване на лампата става топъл и се издига, докато спинерът се върти).
Течността се загрява по същия начин. Вижте експеримента за наблюдение на конвекционни течения при нагряване на водата (с помощта на калиев перманганат). (Слайд 11)
Имайте предвид, че за разлика от топлопроводимостта, конвекцията включва пренос на материя и конвекция не се случва в твърдите тела.
Има два вида конвекция: естественои принуден.
Загряването на течност в саксия или въздух в стая са примери за естествена конвекция. За появата му веществата трябва да се нагряват отдолу или да се охлаждат отгоре. Защо точно? Ако загряваме отгоре, тогава къде ще се движат нагрятите слоеве вода и къде ще се движат студените? (Отговор: никъде, тъй като нагрятите слоеве вече са отгоре, а студените слоеве ще останат отдолу)
Принудителна конвекция се наблюдава, ако течността се разбърква с лъжица, помпа или вентилатор.
Характеристики на конвекция:(слайд 12)
- се среща в течности и газове, е невъзможно в твърди тела и вакуум;
- самото вещество се пренася;
- веществата трябва да се нагряват 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 нагряване на течности и газове в различни технически устройства, например в хладилници и др., се осигурява водно охлаждане на двигатели
вътрешно горене.
3. Радиация
(Слайд 14)
Това го знаят всичкиСлънцето е основният източник на топлина на Земята. Земята се намира на разстояние от 150 милиона км от нея. Как се предава топлината от Слънцето към Земята?
Между Земята и Слънцето, извън нашата атмосфера, цялото пространство е вакуум. И знаем, че топлопроводимостта и конвекцията не могат да се появят във вакуум.
Как се предава топлината? Тук се извършва друг вид топлопредаване - радиация.
радиация е топлопренос, при който енергията се пренася чрез електромагнитни лъчи.
Тя се различава от топлопроводимостта и конвекцията по това, че топлината в този случай може да се пренесе чрез вакуум.
Гледайте видеото за радиацията (слайд 15).
Всички тела излъчват енергия: човешкото тяло, печката, електрическата лампа.
Колкото по-висока е телесната температура, толкова по-силно е топлинното му излъчване.
Телата не само излъчват енергия, но и я поглъщат.
(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;
- протича във вакуум;
- тъмните тела поглъщат радиацията по-добре от светлите тела и излъчват по-добре.
Примери за използване на телесна радиация(слайд 18):
повърхностите на ракети, дирижабъли, балони, спътници, самолети са боядисани със сребърна боя, за да не се нагряват от слънцето. Ако, напротив, е необходимо да се използва слънчева енергия, тогава части от устройствата са боядисани в тъмен цвят.
Хората носят тъмни дрехи през зимата (черно, синьо, канела), те са по-топли и светли през лятото (бежови, бели цветове). Мръсният сняг се топи по-бързо при слънчево време от чистия сняг, тъй като телата с тъмна повърхност поглъщат по-добре слънчевата радиация и се нагряват по-бързо.
IV. Затвърждаване на придобитите знания върху примери от задачи
Игра "Опитайте, обяснете", (слайдове 19-25).
Пред вас е игрално поле с шест задачи, можете да изберете всяка. След като изпълните всички задачи, ще откриете една мъдра поговорка и този, който я произнася много често от телевизионните екрани.
1. Коя къща е по-топла през зимата, ако дебелината на стените е еднаква?В дървена къща е по-топло, тъй като дървото съдържа 70% въздух, а тухлата 20%. Въздухът е лош проводник на топлина. Напоследък в строителството се използват "порьозни" тухли за намаляване на топлопроводимостта.
2. Как се предава енергията от източника на топлина към момчето?На момчето, което седи до печката, енергията се предава основно чрез топлопроводимост.
3. Как се предава енергията от източника на топлина към момчето?
На момче, лежащо на пясъка, енергията от слънцето се предава чрез излъчване, а от пясъка чрез топлопроводимост.
4. В кои от тези вагони се превозват бързоразвалящи се продукти? Защо?Малкоразвалящите се продукти се превозват в боядисани вагони бял цвят, тъй като такъв автомобил се нагрява в по-малка степен от слънчевите лъчи.
5. Защо водолюбивите птици и другите животни не мръзват през зимата?
Козината, вълната, пухът имат лоша топлопроводимост (наличието на въздух между влакната), което позволява на тялото на животното да съхранява произведената от тялото енергия и да се предпазва от охлаждане.
6. Защо дограмата се прави двойна?
Между рамките има въздух, който има лоша топлопроводимост и предпазва от загуба на топлина.
„Светът е по-интересен, отколкото си мислим“, Александър Пушной, програма „Галилео“.
V. Резюме на урока
Какви видове пренос на топлина сме запознати?
– Определете кой тип топлопренос играе основна роля в следните ситуации:
а) загряване на вода в чайник (конвекция);
б) човек се топли с огън (радиация);
в) нагряване на повърхността на масата от включената настолна лампа (лъчение);
г) нагряване на метален цилиндър, потопен във вряща вода (топлопроводимост).
Решете кръстословицата(слайд 26):
1. Стойността, от която зависи интензитета на излъчване.
2. Видът на топлопреминаване, който 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. Има лоша топлопроводимост.
6. Процесът на преобразуване на един вид енергия в друг.
7. Метал с най-добра топлопроводимост.
8. Разреден газ.
9. Стойност, която притежава свойството за запазване.
10. Вид топлопренос, който се съпровожда от пренос на материя.
След като решихте кръстословицата, вие получихте друга дума, която е синоним на думата "пренос на топлина" - това е думата ... ("пренос на топлина"). "Топлообмен" и "топлообмен" са едни и същи думи. Използвайте ги, като замените един с друг.
VI. Домашна работа
§ 4, 5, 6, Пр. 1 (3), Пр. 2(1), Пр. 3(1) - писмено.
VII. Отражение
В края на урока каним учениците да обсъдят урока: какво им хареса, какво биха искали да променят, оценят участието си в урока.
Звънецът ще бие сега
Урокът приключи.
Довиждане, приятели,
Време е за почивка.
Предмет: Физика и астрономия
Клас: 8 рус
Предмет: Топлопроводимост, конвекция, излъчване.
Тип урок: Комбиниран
Цел на урока:
Обучение: запознайте се с понятието топлопренос, с видовете топлопренос, обяснете, че преносът на топлина при всеки от видовете топлопренос винаги върви в една посока; което в зависимост от вътрешна структураТоплопроводимостта на различните вещества (твърди, течни и газообразни) е различна, така че черната повърхност е най-добрият излъчвател и най-добрият абсорбатор на енергия.
Развиващо: развивайте познавателен интерес към предмета.
Образователни: да култивират чувство за отговорност, способност за компетентно и ясно изразяване на мислите си, да умеят да поддържат себе си и да работят в екип
Интердисциплинарна комуникация: химия, математика
Нагледни помагала: 21-30 цифри, таблица за топлопроводимост
Технически средстваобучение: __________________________________________________
_______________________________________________________________________
Структура на урока
1. Оорганизация на урока(2 минути.)
Поздрави на учениците
Проверка на присъствието на учениците и готовността на класа за урока.
2. Анкета на домашните (15 мин.)Тема: Вътрешна енергия. Начини за промяна на вътрешната енергия.
3. Обяснение на нов материал. (15 минути)
Методът за промяна на вътрешната енергия, при който частиците на по-загрятото тяло, притежаващи по-голяма кинетична енергия, при контакт с по-малко нагрето тяло, пренасят енергия директно към частиците на по-малко нагрето тяло, се наричапренос на топлина Има три вида пренос на топлина: проводимост, конвекция и излъчване.
Тези видове топлопренос имат свои собствени характеристики, но топлопреминаването за всеки от тях винаги върви в една посока: от по-горещо тяло към по-студено тяло . В същото време вътрешната енергия на по-горещото тяло намалява, а на по-студеното се увеличава.
Феноменът на пренос на енергия от по-гореща част на тялото към по-малко загрята или от по-горещо тяло към по-малко загрята чрез директен контакт или междинни телаНаречентоплопроводимост.
В твърдо тяло частиците са постоянно в осцилаторно движение, но не променят своето равновесно състояние. Тъй като температурата на тялото се повишава при нагряване, молекулите започват да осцилират по-интензивно, тъй като кинетичната им енергия се увеличава. Част от тази повишена енергия постепенно се прехвърля от една частица на друга, т.е. от една част на тялото към съседни части на тялото и т.н. Но не всички твърди вещества пренасят енергия по един и същи начин. Сред тях са така наречените изолатори, при които механизмът на топлопроводимост протича доста бавно. Те включват азбест, картон, хартия, филц, ранит, дърво, стъкло и редица други твърди вещества. Medb и среброто имат висока топлопроводимост. Те са добри проводници на топлина.
Течностите имат ниска топлопроводимост. Когато течността се нагрява, вътрешната енергия се прехвърля от по-гореща област към по-малко загрята област чрез сблъсъци на молекули и отчасти поради дифузия: по-бързите молекули проникват в по-малко загрят регион.
В газовете, особено в разредените, молекулите са на достатъчно голямо разстояние една от друга, така че топлопроводимостта им е дори по-ниска от тази на течностите.
Перфектният изолатор е вакуум , защото му липсват частици за пренасяне на вътрешна енергия.
Зависи от вътрешно състояниетоплопроводимостта на различните вещества (твърди, течни и газообразни) е различна.
Топлопроводимостта зависи от естеството на преноса на енергия в веществото 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 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 липсва в твърдите тела и не се осъществява във вакуум.
Covection, широко използвана в ежедневието и технологиите, е естествено или безплатно .
Когато течности или газове се смесват с помпа или миксер, за да се смесят равномерно, се нарича конвекция принуден.
Радиаторът е устройство, което представлява 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, че топлината се прехвърля от нагрето тяло към радиатор с помощта на топлинни лъчи, невидими за окото, видът на топлопреминаване се наричаизлъчване или лъчист топлопренос
Вземане под управление наречен процес на превръщане на радиационната енергия във вътрешна енергия на тялото
радиация (или лъчист топлопренос) - е процесът на пренос на енергия от едно тяло на друго с помощта на електромагнитни вълни.
Как повече температуратялото, толкова по-висок е интензитетът на радиация. Преносът на енергия чрез излъчване не се нуждае от среда: топлинните лъчи могат да се разпространяват и през вакуум.
черна повърхност-най-добър излъчвател и най-добър абсорбатор, следван от груби, бели и полирани повърхности.
Добрите енергийни абсорбатори са добри излъчватели, а лошите абсорбатори са лоши енергийни излъчватели.
4. Фиксиране:(10 минути)въпроси за самопроверка, задачи и упражнения
задачи: 1) Сравнение на топлопроводимостта на метал и стъкло, вода и въздух, 2) Наблюдение на конвекция в жилищен район.
6. Оценяване на знанията на учениците (1 мин.)
Основна литература: Физика и астрономия 8 клас
Допълнителна четене: Н. Д. Бистко "Физика" части 1 и 2