Кількість теплоти. Питома теплоємність речовини

Урок у 8 класі: Кількість теплоти. Питома теплоємність речовини

Мета: сформувати початкові уявлення учнів про кількість теплоти як міру зміни внутрішньої енергії тіла, поняття питомої теплоємності речовини; ви­роблення вмінь розв’язувати задачі на знаходження кількості теплоти; вивчити рівень освітньоїкомпе­тентності учнів; розвивати вміння встановлювати закономірності на основі дослідів, розвивати пізна­вальний інтерес; виховувати уважність.

Основні поняття: кількість теплоти, питома теплоємність, джоуль, калорія.

Обладнання: посудини, олія, вода, спиртівки.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Якщо у слові — початок,

то в числі — продовження свідомості.

Д. Менделєєв

Хід уроку

I. Розминка

Обговорення епіграфа уроку.

II. Актуалізація опорних знань

1. Фізичний диктант

Варіант 1

1. Дайте означення температури тіла.

2. Назвіть різні види термометрів.

3. Які є способи зміни внутрішньої енергії тіл?

4. Що таке теплопровідність?

5.  В якому агрегатному стані не може відбува­тися конвекція?

6.  Закінчіть речення: «Чим швидше рухаються молекули тіла, тим його температура…»

7. Чому навесні забруднений сніг тане швидше, ніж чистий?

8.  Чому бійці, які десантуються з гелікоптерів на канатах, обов’язково одягають рукавички?

9.  Для чого труби теплових мереж обмотують мінеральною ватою?

Варіант 2

1. Що називають внутрішньою енергією тіла?

2. Назвіть види температурних шкал.

3. Назвіть види теплопередачі.

4. Що таке конвекція?

5.  Як називається хаотичний рух молекул у тілі?

6.  Закінчіть речення: «Тепловими називають явища, пов’язані зі зміною…»

7. Чому влітку краще носити світлий одяг?

8. Чому нагрівається металевий дріт, якщо його декілька разів зігнути і розігнути?

9. Чому, щоб скип’ятити воду в каструлі, ми на­гріваємо дно каструлі, а не її кришку?

Після того, як учні здали аркуші з відповідями, можна швидко прослухати відповіді на запитання.

2. Заслуховування повідомлень:

«Значення теплопередачі в природі, побуті, техніці»,«Особливості теплообміну теплокровних іс­тот».

III. Мотивація навчальної діяльності

Демонстрація досліду

На однакових спиртівках у двох однакових по­судинах нагрівають однакову масу олії та води.

Запитання до учнів: як ви думаєте, яка речовина швидше закипить?

Отже, давайте не квапитися з висновками, а з’ясуємо все послідовно.

IV. Сприйняття та засвоєння нового матеріалу

1. Поняття кількості теплоти та її одиниці

Для кількісної характеристики процесу теплопе­редачі використовують поняття кількості теплоти.

Кількість теплоти – це фізична величина, значення якої дорівнює енергії, яку тіло одержує або віддає в процесі теплопередачі.

Кількість теплоти позначається символом Q. Одиницею кількості теплоти в СІ є джоуль (Дж).

Здавна застосовували ще таку одиницю вимі­рювання кількості теплоти, як калорія. Зараз цю одиницю часто використовують для обчислення енергії, що виділяється в результаті споживання харчових продуктів: 1 кал = 4,2 Дж.

2. Навчальне дослідження

Від чого ж залежить кількість теплоти, необ­хідна для нагрівання певного тіла?

•    3 попереднього досліду з олією та водою можна зробити висновок, що вона залежить від роду речовини.

•    Переконуємо, що кількість теплоти зале­жить від зміни температури тіла (можна провести дослід, або провести уявний експеримент).

•    Залежить від маси речовини (проводимо дослід з різною масою води).

Отже, кількість теплоти, необхідна для нагрі­вання тіла (або виділена тілом під час охолоджен­ня), залежить від роду речовини, з якої складається тіло, від маси цього тіла та від зміни його темпе­ратури.

Можна записати формулу:                      Q = сm∆t = сm(t₂ – t₁),

де Q – кількість теплоти, т – маса речовини, ∆t – зміна температури, с – коефіцієнт пропо­рційності, що визначається родом речовини, його називають питомою теплоємністю речовини .

За цією ж формулою можна визначити кількість те­плоти, що виділяється при охолодженні.

3. Питома теплоємність

Фізичний зміст: якщо маса речовини 1 кг, а зміна температури становить 1 °С, то числове зна­чення кількості теплоти дорівнює числовому зна­ченню питомої теплоємності речовини.

Питома теплоємність — це фізична величи­на, яка характеризує речовину і чисельно дорів­нює кількості теплоти, яку необхідно передати речовині масою 1 кг, щоб нагріти її на 1 °С.

Одиниці вимірювання: Дж/кг∙°С.

Розглянемо таблиці питомих теплоємностей. (Зазначимо, що числові значення питомих теплоємностей, подані в Дж/кг∙°С і Дж/кг∙К, є однако­вими.)

4. Теплоємність

Іноді дослідним методом вимірюють теплоємність тіла – кількість теплоти потрібної для нагрівання (охолодження) тіла на 1 К (°С).

Позначають теплоємність буквою С. А обчислюють  і вимірюється у Дж/°С

V. Осмислення об’єктивних зв’язків

Якісні задачі:

1. Питома теплоємність сталі 500 Дж/кг°С. Що це означає?

2.  Чому в системах охолодження найчастіше використовують воду?

3. Яка кількість теплоти потрібна, щоб 1 кг за­ліза нагріти на 2 °С? А 2 кг на 1 °С?

4. Мідну, сталеву й алюмінієву деталі однакової маси остудили на 1 °С. Яка з деталей віддала біль­шу кількість теплоти?

Розв’язування задач:

1. Мідну заклепку масою 50 г потрібно нагріти від 20 до 370 °С. Скільки тепла для цього потрібно? (7 кДж)

2. Металевий циліндр масою 250 г на­грівся від 25 до 225 °С, коли йому було пере­дано 46 кДж тепла. З якого металу виготовлено циліндр? (алюміній)

3. В алюмінієвій каструлі масою 500 г підігрівають 3,5л води від 20 °С до кипіння при 100 °С. Скільки тепла для цього потрібно? (1212800 Дж)

4. У кружці, теплоємністю 65 Дж/°С знаходиться 100 г води, яку нагрівають на

40 °С. Скільки теплоти для цього потрібно затратити? (19,4 кДж)

VI. Узагальнення знань

Доповнення таблиці «Фізичні величини»

№	Назва фізичної величини	Позна-чення	Основна одиниця	Формула	Вимірювальний прилад
26	Кількість теплоти при нагріванні	Q,	Дж	Q = сm∆t

VII. Домашнє завдання

1. § 45 (підручник В. Сиротюк).

2. Розв’язати задачі:

1) Яку кількість теплоти віддасть дерев’яна лава масою 15 кг, яка нагріта сонячними променями вдень, коли вночі охолоне на 15 °С?

2) На нагрівання цеглини масою 3,2 кг на 21 °С витрачено стільки ж тепла, скільки потрібно для нагрівання 0,88 л води на 16 °С. Обчисліть пи­тому теплоємність цегли.