ПО КРАЇНІ КАЛОРІЯ

“ПО КРАЇНІ КАЛОРІЯ”

Урок-подорож

Мета. Поглибити і систематизувати знання учнів за темою “Теплові явища”; розвивати вміння спостерігати, глибоко аналізувати та пояснювати явища; формувати інтерес до знань.

Тип уроку. Урок узагальнення та систематизації знань.

Обладнання. Схема маршруту, чайник, термос, масляний електронагрівач, калориметр, праска, електроплитка.

Методичні поради. Усіх мандрівників ділимо на 3 команди. У кожній буде: 1) капітан, який відповідатиме за своїх мандрівників; 2) провідник; 3) штурман,

роль якого – вивчати відрізки вибраного маршруту і читати дорожні знаки; 4) лінгвіст, завдання якого – забезпечувати розуміння мови країни.

Капітани команд записують у свій “Щоденник подорожі” результати виконання завдань “Ключ”, “Кросворд”, “Мова”, “Знаки-символи”, “Формула”, “Обчислення”, “Вірші”, “Досліди”.

Хід уроку

Учитель. Сьогодні у нас урок повторення за темою “Теплові явища”. Ми проведемо його у вигляді гри “Подорож по країні Калорія”. Вам подобається мандрувати? Так. Чудово! Ось маршрут, по якому ми сьогодні підемо.

(Закріплюється на дошці схема маршруту (мал. 1).)

Зараз ми з вами перебуваємо перед зачиненими воротами країни Калорія. Щоб потрапити до неї, потрібно за 2 хв. розшифрувати ключ від замка. (Учитель показує макет ключа (мал. 2).)

Мал. 2.

Для цього необхідно виконати завдання 1. (Команди одержують дидактичний набір “Ключ” і картку із запитаннями.) Слово, яке ви прочитаєте в ключі, відкриє ворота. Розпочинайте роботу. Хто першим увійде до країни Калорія?

Завдання 1.

1. Один з агрегатних станів речовини. З відповіді взяти третю букву і поставити в першу (1) клітинку ключа.

Відповідь Газоподібний.

2. Процес збільшення внутрішньої енергії тіла за умови збільшення його температури. З відповіді взяти перші дві букви і поставити їх у другу (2) клітинку ключа.

Відповідь. Нагрівання.

3. Один із видів теплопередачі. З відповіді взяти три останні букви і записати їх у четверту (4), п’яту (5) і шосту (6) клітинки ключа.

Відповідь. Випромінювання.

Отже слово “ЗНАННЯ” відчинило нам ворота країни Калорія.

Першим містом, яке чекає на вас, є Теоретик. Ті хто сюди прибувають, повинні показати свою солідарність з його жителями – знання теорії теплових явищ. Потрібно відповісти за допомогою кросворда на кілька теоретичних запитань. (Кросворд підготовлений у трьох екземплярах. Право виконати це нелегке завдання надається капітанам і їхнім провідникам. (мал. 3))

Мал. 3.

По вертикалі на запитання № 1, 3, 6 кросворду відповідають провідники першої команди; № 7, 8, 9 – провідники другої команди; № 10, 14, 15 – провідники третьої команди.

По горизонталі на запитання № 2, 4, 5, 11 – капітан першої команди; № 12, 13, 16, 17 – капітан другої команди, № 18, 19, 20, 21 – капітан третьої команди.

По вертикалі:

1. Явище перетворення пари в рідину за сталої температури. (Конденсація.)

3. Назва ходу поршня в ДВЗ (двигунах внутрішнього згоряння). (Такт.)

6. Рідина, що має питому теплоємність 4200 Дж/(кг – °С). (Вода.)

7. Залізне знаряддя, за допомогою якого викрешували вогонь із кремнію. Було в ужитку в багатьох народів протягом тривалого часу до винайдення сірників. В основі його дії лежить збільшення внутрішньої енергії кременю і тертя внаслідок виконання механічної роботи. (Кресало.)

8. Речовина, що має температуру плавлення 3387°С за нормального тиску. (Вольфрам.)

9. Пристрій, за допомогою якого нагрівають повітря в приміщеннях або охолоджують воду системи охолодження ДВЗ. (Радіатор.)

10. Один з видів теплових двигунів. (Турбіна.)

14. Побутовий прилад, у якому різними прийомами затрудняють теплопередачу, що дає змогу зберігати в ньому тривалий час як гарячі, так і холодні рідини. (Термос.)

15. Вид палива, що використовується в ДВЗ. (Бензин.)

По горизонталі:

2. Пористе тіло тваринного походження, яке між своїми волокнами містить повітря, а тому має погану теплопровідність. (Хутро.)

4. Тверда речовина, що має питому теплоту плавлення 0,59105 Дж/кг.(Олово.)

5. Тверда речовина, що за нормального атмосферного тиску має температуру плавлення 1200°С. (Чавун.)

11. Наочний спосіб показу залежності між двома фізичними величинами. (Графік.)

12. Загальна назва машин, що перетворюють певний вид енергії у механічну енергію. (Двигун.)

13. Спосіб зміни внутрішньої енергії тіла без виконання роботи над тілом або самим тілом. (Теплопередача.)

16. Прилад, який застосовують у багатьох дослідах під час вивчення теплових явищ; його основна частина – дві посудини різних розмірів. (Калориметр.)

17. Паливо, що має питому теплоту згоряння 4,6-107 Дж/кг. (Гас.)

18. Явище перетворення рідини в твердий стан. (Тверднення.)

19. Кристалічне тверде тіло, що має температуру кристалізації 0°С за нормального атмосферного тиску. (Лід.)

20. Маленька частинка твердого тіла, що має правильну геометричну форму внаслідок впорядкованого розміщення в ній атомів та молекул. (Кристал.)

21. Метал, що має питому теплоємність 140 Дж/(кг °С) і температуру плавлення 327°С. (Свинець.)

Насамкінець потрібно знати мову, якою розмовляють жителі країни. Лінгвісти кожної команди за 2 хв. повинні написати якнайбільше слів-термінів, що належать до теми “Теплові явища”. (За кожне правильне слово зараховується 1 бал.)

Отже, маршрут по країні Калорія вивчений, мова також, дорожні знаки-символи визначені. Учні повторюють їх ще раз. (Повторюються одиниці вимірювання фізичних величин. За кожну правильну відповідь зараховується 1 бал.)

Школярі мандрують в інше місто – Купальне.

У ньому учні, щоб скупатися, повинні виконати завдання.

Завдання

1. Яка кількість теплоти потрібна для нагрівання води в басейні від 12 до 24 °С, якщо басейн завдовжки 50 м, завширшки 15 м, а завглибшки 1,5 м? (Відповідь: 60480 МДж.)

2. У ванну налили 100 л. води за температури 12 °С, після чого долили 50 л. гарячої води за температури 80 °С. Чому дорівнює температура суміші? Теплоту, яка затрачена на нагрівання ванни, не враховувати. (Відповідь: приблизно 34,7 °С).

Ці завдання виконують усі учні. (За правильне виконання цих завдань учням нараховується 4 бали.)

Попереду нове місто – Очевидне.

У ньому мандрівники познайомляться з цікавими фактами, спробують дати їм пояснення.

Завдання:

1. Кашалот на лобі має спермацетовий орган. Він служить для керування його плавучістю. Пояснити, як здійснюється це керування.

Відповідь. Спермацетовий орган містить жир, який помітно змінює свій об’єм під впливом температури (з опусканням на глибину). При зниженні температури жир стає густішим і з рідини перетворюється у білувату кашку, що складається з кристалів. У такому стані він займає менший об’єм, витісняє менше води, тому плавучість кашалота зменшується.

2. У Саксонії 4 грудня 1892 року випав сніг. Сніжинки у діаметрі сягали 12 см. Поясніть це незвичайне явище.

Відповідь. У верхніх шарах атмосфери температура повітря завжди нижча, ніж біля земної поверхні. У цих шарах утворюються невеликі кристалики льоду – алмазний пил. Падаючи, вони потрапляють у шари повітря, температура яких постійно збільшується, і пара, що міститься у цих шарах, торкається до холодної сніжинки і конденсується на ній, збільшуючи її розміри.

Якщо температура повітря близька до 0°С, то поверхні сніжинок оплавляються і, злипаючись між собою, утворюють сніжинки великих розмірів.

3. Як утворюється град великих розмірів?

Відповідь. На висотах, де температура від’ємна, у хмарі міститься велика кількість кристаликів льоду і краплин переохолодженої води. При зіткненні водяна краплі в потоці повітря з кристаликом льоду, краплина миттєво замерзає, утворюючи градину, яка росте доти, доки висхідний повітряний потік може утримати всю масу таких градин.

(Якщо ж “туристи” не знайдуть правильної відповіді на ці запитання, даємо їм правильні відповіді. Ці завдання оцінюються у 4 бали кожне?)

Наступне місто – Снігове.

Цього року стежки вкрились значною кількістю снігу. На стежині діти повинні знайти цікаве явище природи з розділу “Теплота” і пояснити його. Якщо потрібно, продемонструвати явище. Ось перелік завдань і відповіді до них, які навели мандрівники під час своїх спостережень.

1. Пояснити, де швидше сходить сніг: із пагорбів чи рівнин? Чому?

Відповідь. Із пагорбів, бо вони краще обдуваються теплим повітрям, ніж рівна місцевість.

2. Чому навколо стовбурів дерев сніг тане швидше?

Відповідь. Стовбур дерева темний, він нагрівається швидше і випромінює багато тепла.

3. Виміряти температуру снігу, на сніг посипати сіль, перемішати і знову за допомогою термометра виміряти температуру. Що спостерігаємо? Чому?

Відповідь. Температура знизилась. Коли сіль перемішується зі снігом, внутрішня енергія снігу зменшується, оскільки частина її іде на руйнування кристаликів солі.

4. Розгляньте уважно сніг. Чому після того, як почало пригрівати сонечко, він набув вигляду крупинок?

Відповідь. Під дією Сонця верхні шари снігу тануть, вода, протікаючи вниз, Зволожує нижні шари; вночі вони промерзають і утворюються кристалики льоду.

Такі завдання тривалий час залишаються у пам’яті дітей. (За кожне спостереження і його пояснення зараховується по 2 бали.)

Наближаючись до міста Кмітливе, мандрівників чекає цікаве завдання “Кмітливий мандрівник у жителів міста”.

Завдання:

1. Була зима. Подорожуючий зайшов у кімнату з вулиці. Крізь замерзлі вікна був видимий лише край доріжки. Господиня квартири лінива, – подумав він. Чому він дійшов такого висновку?

Відповідь. Вікна господині замерзли. Отже, в простір між рамами проникло з кімнати тепле і вологе повітря. Під час дотику до холодного скла водяна пара конденсувалася, охолола і замерзла. Отже, вікна погано утеплені.

2. Через деякий час подорожній сказав: “Шановна господине, у вас на кухні кипить чайник”. Як він дійшов цього висновку, якщо кухні він не бачив?

Відповідь. Коли кипить чайник, то кришка підстрибує, оскільки у чайнику утворюється пара, тиск збільшується, піднімаючи кришку; при цьому частина пари виходить, тиск зменшується, кришка опускається, утворюючи при цьому звук.

3. “Млинці добрі тоді, коли вони гарячі”, – сказала господиня мандрівнику. “Щоб довше зберегти їх гарячими, я ставлю їх на плетений з дроту підніс”. “Краще їх поставити на дерев’яну підставку”, – сказав мандрівник. Завдяки чому він дійшов такого висновку?

Відповідь. Теплопровідність дерева менша, ніж металу, тому на дерев’яному підносі тарілка остигає повільніше.

4. Господиня відчинила двері і впустила кішку. Подивившись на неї, мандрівник сказав: “Погода на вулиці холодна”. Як він це визначив?

Відповідь. Очевидно, по шерсті кішки. Під час холодної погоди шерсть стає пухнастою, щоб між ворсинками було більше повітря – поганого провідника тепла.

(За кожну правильну відповідь команді зараховується 3 бали.)

Наступне місто – Приладоград.

Штурманам команди потрібно пояснити, з точки зору фізики теплових явищ, назву і роботу речей, які зустрічались групам мандрівників на шляху. Він повинен взяти на столі цей прилад і назвати теплові процеси, які з ним пов’язані, розповісти про них. За це від одержує стільки балів, скільки процесів назве і прокоментує.

(На столі знаходяться такі прилади: чайник, термос, масляний електронагрівач, калориметр, каструля, праска, електроплитка.)

Ви входите у місто Літературоград.

Біля воріт цього міста лінгвісти кожної групи читають будь-який вірш, де йдеться про теплове явище і коментують поетичні рядки з точки зору фізики. Ось кілька епізодів цього конкурсу.

М. Познанська:

Це жито липневе у полі

Дало соломи на бриля.

Прив’яло листя на тополі,

Від спеки аж пашить земля.

Запитання. Чому “прив’яло листя” і “пашить земля”?

Відповідь. Улітку за надто високої температури відбувається інтенсивне випаровування.

З української народної пісні:

… Туман яром, туман долиною,

За туманом нічого не видно,

Тільки видно дуба зеленого…

Запитання. Чому “туман яром, туман долиною”?

Відповідь. У низьких місцях застоюється холодне повітря.

М. Вороний:

Білесенькі сніжиночки,

Вродились ми з води.

Легенькі, як пушиночки,

Спустились ми сюди.

Ми хмарою носилися,

Від подиху зими,

І весело крутилися

Метелицею ми.

Запитання. Про який процес ідеться в уривку вірша?

Відповідь. Кристалізація – перехід речовини з рідкого стану у твердий.

А. Костецький:

Раптовий сніг упав на землю,

Завис нечутно на гілках.

І забіліла сосен зелень

У неполоханих гайках.

…А змерзлі клени та берези

Ховають ноги в теплий сніг.

І запихають обережно

Аж до далекої весни.

Запитання. Чому “клени та берези ховають ноги в теплий сніг”?

Відповідь. Сніг захищає коріння дерев від замерзання внаслідок поганої теплопровідності, оскільки між сніжинками є нерухоме повітря.

(За кожне завдання команді зараховується 1 бал, а за його обгрунтування – 2 бали.)

Ось і фініш нашої подорожі країною Калорія – місто Умілець. Нам потрібно показати свою практичну майстерність. У цьому місті кожна команда повинна продемонструвати один дослід із запропонованих їй і пояснити його. Викликаються по 2 учні від команди, вони одержують завдання з набору “Досліди” і розпочинають їх виконання. (За правильну відповідь – 2 бали, за пояснення досліду – 2 бали.)

Завдання “Досліди”.

1. На чашках терезів зрівноважити склянку з холодною водою і таку ж склянку із гарячою водою. Що ви побачите через деякий час і чому? (Рівновага терезів порушиться внаслідок інтенсивного випаровування зі склянки з гарячою водою.)

2. Довести воду до кипіння у пробірці з льодом так, щоб лід не розтанув. Як це зробити і чому це можливо? (Це можливо, якщо пробірку з льодом нагрівати у верхній її частині (мал. 1) При такому способі нагрівання не відбувається конвекція, адже теплі шари води не можуть опуститися нижче від холодних, важчих шарів.)

Мал. 1

3. Грубий залізний цвях щільно обмотати смужкою паперу і внести його в полум’я спиртівки (мал. 2). Папір не горить. Чому? Поясніть.

Мал. 2.

(Залізо, маючи добру теплопровідність, відводить тепло від паперу, тому він не горить.)

Ось і завершилась наша подорож країною Калорія – країною, яка існувала тільки тут, у класі, цілих 45 хвилин.

А тепер підіб’ємо підсумки. (Капітани підраховують бали, одержані кожним членом команди, здають вчителю “Щоденники подорожі”). За кількістю набраних балів всім виставляються оцінки в журнал.

Наша подорож засвідчила, що, вирушаючи у подорож країною Калорія, ви непогано озброїлись знаннями про теплові явища, які ми вивчали на уроках. Ви виявили уміння спостерігати, працювати в колективі. Це добре. Нових щасливих вам подорожей!