Презентація на тему:
Теплові явища. Тепловий баланс

Метод розв’язання задач з теми «Теплові явища. Тепловий баланс» за допомогою схем Вчитель спеціаліст вищої категорії Храпіна Олена Володимирівна

Актуальність «Те, що я чую, я забуваю. Те, що я бачу, я пам'ятаю. Те, що я роблю, я розумію. / Конфуцій/ Чим більше завдань вирішують учні на уроці, тим міцніше навчальний матеріал, тим глибше розуміння фізичних законів і явищ. Основна частина навчання - не просте запам'ятовування формулювань законів, їх математичних виразів, а й розуміння сутності цих законів і вміння застосовувати їх на практиці.

Технологія методу Рішення фізичних завдань - одне з найважливіших засобів розвитку розумових, творчих здібностей учнів. Учитель у першу чергу повинен навчити школярів логічно мислити, правильно застосовувати фізичні закони та їх математичні вирази. Йому важливо простежити за думкою учнів, їх логічними міркуваннями при вирішенні задач і, нарешті, перевірити відповідь. Це можна здійснити, застосовуючи метод вирішення завдань за допомогою схем, таким чином, щоб рішення однієї задачі розбивалося на етапи, які вчитель зміг би виявити у відповіді учня; при цьому він буде мати можливість стежити за думкою учня і направляти її в потрібне русло.

Очікувані результати Систематичне застосування загальних правил і приписів при вирішенні типових завдань формують у школярів навички розумової роботи, звільняють сили для виконання більш складної творчої діяльності.

Пам'ятка для учнів 1. Прочитай уважно умову задачі. 2. Запиши її коротко. 3. Перетвори одиниці вимірювання в СІ. 4. Проаналізуй описані в задачі явища. 5. Склади схему вирішення. 6. Склади рівняння. 7. Виріши рівняння щодо невідомою. 8. Перевір відповідь.

Розв’язання задач на розрахунок теплообмінних процесів Для розрахунку теплових процесів по-перше:необхідно скласти рівняння щодо кількості теплоти, що, отримують і віддають всі тіла, які знаходяться в теплообмінному процесі; по-друге: скласти рівняння теплового балансу; по-третє: розв’язати рівняння, яке містить невідомі величини, і знайти його рішення відносно шуканого.

Етапи розв’язання задачі Крок 1. З'ясувати, які тіла беруть участь у теплообміні. Крок 2. З'ясувати, при якій температурі тіла досягають стану теплової рівноваги. Якщо за умовою задачі вона не задана, позначити її буквою t. Крок 3. Встановити, які з тіл віддають теплоту, а які її отримують. Записати формулу кількості теплоти для кожного з тіл, що знаходяться в теплообмінному процесі (при цьому слід завжди від більшого значення температури віднімати менше). Крок 4. Скласти схему теплообміну за загальною схемою. (Додаток 1) Крок 5. Скласти рівняння теплового балансу. У лівій його частині записати суму кількості теплоти, яку отримали тіла при теплообміні, у правій - суму кількості теплоти, яку вони віддали. Крок 6. Вирішити рівняння щодо шуканої величини і знайти її значення.

Загальна схема розв'язання задачі ЕНЕРГІЯ яку тіла віддають яку тіла отримують при охолоджуванні при згоранні при кристалізації при конденсації при нагріванні тв. тіла при нагрівання рідини при плавленні при пароутворенні Q=mλ Q=mλ Q=mλ Q=mr Q=cmΔt Q=mq Q=cmΔt2 Q=cmΔt1 Q1 = Q2

Застосування методу Завдання № 1 Для визначення питомої теплоємності сталі в калориметр, що містить воду масою 500 г при температурі 13 °С, опущено сталеве тіло масою 400 г, нагріте до температури 100 °С. Температура води в калориметрі підвищилася до 20 °С. Знайдіть питому теплоємність сталі. 1.Проаналізуємо в задачі явища: 1) теплообмін відбувається між водою та сталлю; 2) тіла досягають стану теплової рівноваги за температури t = 20 °C; 3) сталь віддає теплоту Qс охолоджуючись, вода її отримує Qв нагріваючись; 4) зміна температури води Δtв = 7°С, сталі Δtc = 80°С. 2.Складемо схему. (Використовуючи загальну схему вирішення завдань на тепловий баланс, виділяємо явища, описані в задачі.)

Розв’язання

схема розв'язання задачі № 1 ЕНЕРГІЯ яку тіла віддають яку тіла отримують при охолоджуванні при згоранні при кристалізації при конденсації при нагріванні тв. тіла при нагрівання рідини при плавленні при пароутворенні Q=mλ Q=mλ Q=mλ Q=mr Q=cmΔt Q=mq Q=cmΔt2 Q=cmΔt1 Q1 = Q2 Згідно умов теплового балансу кількість теплоти, яку сталь віддала при охолоджуванні Qс=сс mс Δtс, дорівнює кількості теплоти Qв=cв mв Δtв, що отримала вода при нагріванні. Складемо рівняння теплового балансу: сс mс Δtс = cв mв Δtв. Розв’яжемо рівняння відносно шуканої величини:

Завдання № 2 У посудину, що містить 2,8 л води при 20 ° С, кидають шматок сталі масою 3 кг, нагрітий до 460 ° С. Вода нагрівається до 60 °С, і частина її перетворюється у пар. Знайти масу води, яка випарилася. Теплоємністю посудини знехтувати. 1.Проаналізуємо в задачі явища: 1) теплообмін відбувається між водою та сталлю. 2) сталь віддає теплоту Qс охолоджуючись, вода отримує Qв1 нагріваючись та Qв2 випаровуючись 3) тіла досягають стану теплової рівноваги за температури t = 60° C. 4) зміна температури води Δtв = 40°С, сталі Δtc = 400°С. 2.Складемо схему (виділяємо в загальній схемі рішення явища, описані в задачі).

Схема розв'язання задачі № 2 ЕНЕРГІЯ яку тіла віддають яку тіла отримують при охолоджуванні при згоранні при кристалізації при конденсації при нагріванні тв. тіла при нагрівання рідини при плавленні при пароутворенні Q=mλ Q=mλ Q=mλ Q=mr Q=cmΔt Q=mq Q=cmΔt2 Q=cmΔt1 Q1 = Q2

Розв'язання Згідно умов теплового балансу: сума кількості теплоти, яку отримали тіла, дорівнює сумі кількості теплоти, що інші тіла віддали в результаті теплопередачі. Складемо рівняння теплового балансу: сс mс Δtс = cв mв Δtв.+ mпr, Розв’яжемо рівняння відносно шуканої величини:

Розв’язанні задач з теми «Зміна агрегатних станів речовини» Алгоритм З умови задачі з'ясувати значення температури тіла. Визначити, які теплові процеси передбачені умовою задачі. Скориставшись загальною схемою теплового процесу (Додаток 2), скласти схему для розв’язування даної задачі. Записати формули кількості теплоти для кожного з них. Записати рівняння теплового процесу: загальна кількість теплоти дорівнює сумі кількості теплоти отриманої тілом. Якщо в теплообмінному процесі знаходиться декілька тіл, одні з яких поглинають теплоту, а інші виділяють її, скласти рівняння теплового балансу з урахуванням правила: у лівій частині рівняння записати суму кількості теплоти, отриманої тілами в результаті теплообміну; в правій його частини - суму кількості теплоти, відданої ними при цьому. Вирішити рівняння щодо шуканої величини і знайти її значення.

Загальна схема “Зміна агрегатних станів речовини” Плавлення Пароутворення Твердий стан речовини Рідкий стан речовини Рідкий стан речовини Газоподібний стан речовини t1 = …°С tпл =…°С t 2 = …°С tк = …°С Нагрівання Нагрівання Нагрівання

Завдання № 3 Скільки необхідно затратити теплоти, щоб лід, масою 25 г, температура якого -5°С, розплавити, і воду, яка утворилась, нагріти до 15 ° С. 1.Проаналізуємо в задачі явища: 1) за даними умовами задачі на початку теплового процесу речовина знаходилася у твердому стані; 2) початкова температура льоду tл1 = -5°С; 3) температура плавлення льоду tл2 = 0°С; 4) наприкінці теплового процесу температура води становить tв = 15°С. 2.Використовуючи загальну схему вирішення завдань по темі «Теплові явища. Зміна агрегатних станів речовини», складаємо схему для вирішення даного завдання.

Загальна схема “Зміна агрегатних станів речовини” Плавлення Пароутворення Твердий стан речовини Рідкий стан речовини Рідкий стан речовини Газоподібний стан речовини t1 = …°С tпл =…°С t 2 = …°С tк = …°С Нагрівання Нагрівання Нагрівання Лід Вода t пл. = О°С Вода t 2 = 15°С t 1 = -5°С

Схема розв'язання задачі № 3 Плавлення Лід Вода Вода t1 = -5°С tпл. = 0°С t 2 = 15°С Нагрівання Нагрівання

Розв'язання Записуємо формули, які виражають теплові процеси в даній задачі. Нагрівання льоду: Qл1=cл mл Δtл. Плавлення льоду: Q2=mв λ. Нагрівання води Qв3=cв mв Δtв. Зміна температури льоду Δtл = 5°С. Зміна температури води Δtв = 15°С. Загальна кількість теплоти: Q = Qл1 + Q2 + Qв3. Виконавши обчислення, записуємо відповідь, робимо висновок.

Висновок Даний метод навчання рішенню завдань сприяє підвищенню самостійності учнів, дає можливість диференціювати підхід до кожного учня. При цьому продуктивність роботи підвищується. Рішення задач перетворюється на осмислений процес. Література 1.Коршак Є.В. Фізика. 8 клас.: підручник для загальноосвітніх навчальних закладів:.-К.: Генеза, 2008.-208 с.: іл..

Макіївська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів Макіївської міської ради Донецької області Учитель спеціаліст вищої категорії Храпіна Олена Володимирівна Дякую за увагу! Презентація досвіду роботи 2012 р.