...
Конспект уроку з фізики: Теплота згоряння палива. Закон збереження енергії в механічних і теплових процесах PDF Печать E-mail

Конспект уроку з фізики: Теплота згоряння палива. Закон збереження енергії в механічних і теплових процесах

Мета: ввести поняття питомої теплоти згоряння палива, розкрити її фізичний зміст; навчити учнів розраховувати кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні будь-якого палива; продовжити формування поняття про закон збережен¬ня й перетворення енергії; виховувати в учнів свідоме розуміння ролі палива в еко¬номіці держави.
Хід уроку
I.    Аналіз результатів лабораторної роботи.
II.    Оголошення теми і мети уроку.
III.    Вивчення нового матеріалу.
1.    Розповідь учителя.
Учитель з'ясовує суть процесу горіння, використовуючи знання і досвід учнів, на конкретних прикладах доводить різну теплотворну здатність тих речовин, що згоряють, і вводить поняття питомої теплоти згоряння палива як кількості теплоти, що утво¬рюється (виділяється) під час повного згоряння 1 кг палива. Позначають її буквою q.
Щоб обчислити кількість теплоти, яка виділяється під час згоряння довільної кількості палива, треба питому теплоту згоряння палива помножити на його масу:
Q = qm.    (1)
Як бачимо, одиницею питомої теплоти згоряння палива є джоуль на кілограм (Дж/кг).
2.    Робота з підручником.
Розгорніть підручники на с. 37. Розгляньте таблицю № 4. Дайте відповіді
на запитання:
—    Що означає цифра 12 000 для сухих дров?
—    Яке паливо дає найбільший енергетичний ефект від спалювання? Чому
ви так вважаєте?
—Яке паливо має найменший тепловий ефект?
—Чого й у скільки разів більше потрібно спалити, нафти чи торфу, щоб отрима¬ти однакову кількість теплоти?
3. Слово вчителя.
Виконуючи лабораторну роботу, ви перевірили на досліді, чи справджується закон збереження енергії в теплових процесах. Ще раз повернемося до отриманих результатів. Певна частина учнів отримала результат Q1 > Q2, тобто кількість тепло¬ти, яку віддала гаряча вода, більша за ту, що отримала холодна, інша частина учнів отримала результат Q1 < Q2. Ці учні під час вимірювання допустилися певних поми¬лок. Є й такі результати: Q1 = Q2 Втім, більшість із вас переконалась у правильності рівняння теплового балансу. А це і є закон збереження енергії.
Кількість теплоти, яку віддала гаряча вода, не зникає безслідно, а перехо¬дить до інших тіл, а саме — до холодної води; частково нагрівається посудина, повітря, термометр.
І ось який вигляд мало б рівняння теплового балансу:
де Q1 — кількість теплоти, яку віддає гаряча вода; Q2 — кількість теплоти, яку отримує холодна вода; Q3 — кількість теплоти, яку отримує калориметр; Q4 — кількість теплоти, яку отримує термометр тощо.
Однак величинами Q3, Q4 і т. д. ми нехтуємо, їх важко визначити в даній роботі, і тому приймаємо рівняння теплового балансу у вигляді: Q1 = Q2 А що маємо у випадку виконання механічної роботи?
Розглянемо приклад (мал. 1.16, с. 39). Нагрівання газу в циліндрі під поршнем зумовлює підняття вантажу на певну висоту.
Отже, кількість теплоти, яку передає нагрівач газові, частково йде на збільшення внутрішньої енергії газу, а частково — на виконання ним роботи. Закон збереження енергії в цьому випадку має вигляд:
Q=ΔU+A
(Проаналізувати рівняння ще раз).
Енергія (0, надана газу, безслідно не зникає, а йде на збільшення внутрішньої енергії газу й на виконання ним роботи.
Якби вся енергія Q пішла на виконання роботи, то мали б: Q =А.
Але цього бути не може.
Англійський фізик В. Томсон (лорд Кельвін) сформулював фундаментальний закон природи: не можна створити теплову машину, яка перетворювала б на меха¬нічну роботу всю надану їй теплоту.
Цей закон заперечує можливість створення вічного двигуна — машини, що була б спроможна необмежено довго виконувати механічну роботу без запозичення енергії ззовні.
4. Бесіда з учнями:
— Наведіть приклади використання енергії палива у відомих вам галузях вироб¬ництва, на транспорті, в побуті.
—Скільки палива, на вашу думку, протягом року використовують усі спожи¬вачі в нашій країні?
—    Скільки тонн вугілля, нафти й газу видобувають за рік в Україні?
—    А скільки палива ввозять з-за кордону?
Щоб ви зрозуміли, які потреби в енергоносіях, наведу вам такий приклад: ТЕС потужністю 2,4 млн. кВт споживає 100 вагонів вугілля за добу. Не важко підрахувати, що за рік використовується понад 2 млн. тонн! І це тільки одна електростанція. А звідси випливає надзвичайно гостре питання для України: звідки брати необхідну кількість енергоносіїв і яким чином розраховуватися за них?. Отже, економне спо¬живання палива й боротьба з безвідповідальністю — єдиний вихід, принаймні, на даному етапі. Ми з вами також можемо внести певний вклад у цю справу.


IV. Закріплення.

V. Домашнє завдання.
Прочитайте § 10,11. Розв'яжіть задачу № 1 із вправи 8 (с. 38). Наступний урок — атестація.

 

Яндекс.Метрика >