Конспект уроку

1. 19
Урок 4/4
ТЕМА. Внутрішня енергія тіла.
Два способи зміни внутрішньої енергії тіла. Види теплообміну
Мета уроку: увести поняття внутрішньої енергії тіла, забезпечити за-
своєння учнями двох способів вимірювання внутрішньої енергії тіла; фор-
мувати вміння спостерігати, аналізувати явища природи, визначаючи за-
гальні ознаки; увести поняття теплопередачі, конвекції, випромінювання.
Обладнання: скляна трубка із пробкою, циліндр із поршнем (медич-
ний шприц), мотузка.
Тип уроку: комбінований.
Демонстрації:
 перетворення механічної енергії (на прикладі руху гумового м’ячика
і маятника Максвелла);
 перетворення механічної енергії на внутрішню (на прикладі падіння
свинцевої кульки на свинцеву плиту);
 нагрівання монети в полум’ї свічки і під час її тертя об дерев’яну ліній-
ку, нагрівання свинцю ударами молотка;
 спостереження конвекції в газах на прикладі спостереження конвек-
ційних потоків від запаленої свічки в проекції на освітлений екран;
 демонстрування світильників, у яких використовується явище кон-
векції;
 нагрівання повітря в теплоприймачі випромінюванням;
 демонстрування поглинальної здатності різних речовин.
ХІД УРОКУ
I. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ
Перевірку домашнього завдання та повторення вивченого ма-
теріалу проводять за запитаннями та вправами після параграфа
підручника.
II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ
Перед поясненням нового матеріалу доцільно повторити зна-
ння, здобуті учнями в 7 класі.
Запитання класу:
 Із чого утворено всі речовини?
 Які властивості мають молекули будь-якої речовини?
Акцентуємо особливу увагу на русі та взаємодії молекул будь-
якої речовини.

2. 20 Уроки фізики. 8 клас. Розділ 1. Теплові явища
ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
Беручись до формування поняття внутрішньої енергії, необхід-
но запропонувати учням пригадати, що вони знають про механіч-
ну енергію тіла.
 У якому випадку кажуть, що тіла володіють енергією?
 Які види механічної енергії ви знаєте?
 Які тіла володіють кінетичною енергією і від чого вона залежить?
 Від чого залежить потенціальна енергія тіл?
 Наведіть приклади перетворення механічної енергії.
 Внутрішня енергія тіла — це енергія руху та взаємодії всіх частинок
тіла.
Ми знаємо, що існує два види механічної енергії — потенціаль-
на та кінетична. Потенціальна енергія визначається розташуван-
ням тіл або частин тіла, що взаємодіють. А кінетичну енергію ма-
ють усі рухомі тіла. Отже, якщо ми хочемо визначити внутрішню
енергію води в склянці, ми маємо обчислити кількість молекул,
визначити кінетичну та потенціальну енергію кожної, а потім під-
сумувати отримані результати. Але на практиці нас найчастіше
цікавить зміна внутрішньої енергії тіла.
Запитання класу: як змінюється внутрішня енергія тіла під час
підвищення температури? (Під час підвищення температури середня
швидкість руху молекул збільшується, отже, і внутрішня енергія тіла зрос-
тає. Якщо ж температура знизиться, то внутрішня енергія зменшиться.)
За якими ознаками можна дізнатися, що внутрішня енергія
змінилася?
 Перша ознака: зміна температури тіла.
 Друга ознака: зміна агрегатного стану.
 Третя ознака: зміна хімічного складу.
Сьогодні на уроці ми встановимо, якими способами можна змі-
нити внутрішню енергію тіла. У мене в руках монета. Яким чи-
ном можна змінити її температуру, а відтак і внутрішню енергію?
(Учні пропонують способи: нагріти над полум’ям, покласти у га-
рячу воду тощо.) Така зміна внутрішньої енергії тіла називається
теплопередачею, тобто енергія від більш нагрітого тіла переходить
до менш нагрітого.
Запитання класу: а яким ще способом можна нагріти монету?
(Потерти її об дерев’яну дощечку.) Цей факт можна перевірити до-
слідним шляхом. У цьому випадку внутрішня енергія тіла зміни-
лася внаслідок механічної роботи.
 Внутрішня енергія тіла змінюється під час виконання роботи та те-
плопередачі (рис. 3).

3. 21Тема 1.1. Теплові явища (1 частина)
Способи зміни
внутрішньої енергії
виконання роботи
над тілом власне тілом більш
тепле
менш
теплим
віддає
внутрішня
енергія
збільшується
внутрішня
енергія
зменшується
теплопередача
туман
Рис. 3
Дослід 1
Трубка з повітрям щільно закрита пробкою. Крізь отвір у проб-
ці трубку з’єднують із циліндром з поршнем (замість циліндра
з поршнем може використати медичний шприц). Трубку інтен-
сивно натирають мотузкою. Спостерігають, що поршень починає
рухатися.
Дослід 2
Повторюють експеримент, тільки в цьому випадку повітря
в трубці нагрівають над полум’ям спиртівки.
Запитання класу:
 Як змінювалася внутрішня енергія повітря в першому та дру-
гому дослідах?
 Які ознаки свідчать про це?
 Якими способами було змінено внутрішню енергію тіл у пер-
шому та другому дослідах?
 Як змінювалася швидкість руху частинок повітря в ході до-
слідів?
Пояснюючи механізми і способи теплопередачі, звертаємо
увагу учнів, що теплопередача завжди відбувається у певному на-
прямку: від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою темпе-
ратурою.

4. 22 Уроки фізики. 8 клас. Розділ 1. Теплові явища
Вивчення різних видів теплопередачі починаємо з теплопро-
відності. Для вивчення цього явища розглядають дослід із нагрі-
ванням металевого стрижня. На підставі результатів досліду учні
встановлюють факт передачі теплоти від однієї частини тіла до ін-
шої і пояснюють його.
Потім уводимо поняття про гарних і поганих провідників те-
пла. Розглядаємо використання в техніці, побуті і природі власти-
востей тіл по-різному проводити тепло (рис. 4).
мідь
лід
пара
рідини
сталь
вода
метали
гази
вакуум
теплопровідність
Рис. 4
 Теплопровідність — вид теплопередачі, за якого енергія переносить-
ся від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих в результаті те-
плового руху та взаємодії частинок.
Вивчення явища конвекції починаємо з постановки такого до-
сліду: пробірку, наповнену водою, нагріваємо на спиртівці у верх-
ній частині пробірки. При цьому знизу пробірки вода залишається
холодною, а у верхній частині кипить. Учні роблять висновок про
те, що вода має погану теплопровідність.
Запитання: як нагрівають воду, наприклад, у чайнику? Чому?
Відповіді на ці питання отримаємо, якщо виконаємо такий до-
слід: будемо нагрівати знизу на спиртівці колбу з водою, на дні якої
розмістимо кристал марганцівки, що забарвлює конвекційні потоки.
Для демонстрування конвекції в газах можна скористатися
проектором і спостерігати конвекційні потоки, які йдуть від за-
паленої свічки в проекції на екрані.

5. 23Тема 1.1. Теплові явища (1 частина)
Як приклади конвекції в природі розглядаємо денні і нічні
бризи, а в техніці — утворення тяги в димарях, конвекцію у водя-
ному опалюванні, водяному охолоджуванні двигуна внутрішнього
згоряння (рис. 5).
природна
Конвекція буває двох видів вимушена
Рис. 5
 Конвекція — вид теплопередачі, за якої енергія переноситься струме-
нями рідини або газу.
Поняття про випромінювання як одного зі способів передання те-
пла можна почати з постановки питання: «Чи може енергія Сонця
передаватися на Землю теплопровідністю? конвекцією?» Учні роб-
лять висновок, що не може і, отже, існує інший спосіб передання
тепла.
Продовжуємо ознайомлення з випромінюванням за допомогою
досліду: нагріваємо теплоприймач, сполучений із рідинним мано-
метром, який розташований на деякій відстані збоку від електрич-
ної плитки. Перед учнями ставимо питання: унаслідок чого ж по-
вітря у теплоприймачі нагрівається? Адже теплопровідність і кон-
векція тут виключені. Виникає проблемна ситуація, в результаті
обговорення якої учні доходять висновку про те, що в цьому ви-
падку маємо особливий вид передачі — випромінювання, тобто те-
плопередачу за допомогою невидимих променів.
Випромінювання відрізняється від інших видів теплопередачі
тим, що може здійснюватися навіть у вакуумі, там, де не може від-
буватися конвекції (рис. 6).
 Випромінювання — це перенесення енергії через випромінювання
електромагнітних хвиль. Промені, які випромінюють нагріті тіла, на-
зивають тепловим випроміненням.
Випромінюють енергію всі тіла за будь-якої температури. Оче-
видно, що більш нагріті тіла випромінюють тепло інтенсивніше,
ніж менш нагріті.

6. 24 Уроки фізики. 8 клас. Розділ 1. Теплові явища
Рис. 6. Тепловипромінювання
Різні речовини по-різному і поглинають енергії випроміню-
вання. З власного досвіду ми знаємо, що тіла з темною поверхнею
краще поглинають енергію і швидше нагріваються, а тіла з білою,
сріблястою поверхнею краще відбивають енергії; випромінювання
й внаслідок цього менше нагріваються.
Далі на досліді з’ясовуємо, що тіла з різною поверхнею воло-
діють різною здатністю поглинати енергію. Для цього використо-
вуємо теплоприймач, у якого одна поверхня блискуча металева,
інша — чорна і шорстка.
Фізкультхвилинка
Вправа «Зміни свою внутрішню енергію».
 Підняти руки вгору, нахиляти тулуб у різні боки.
 Ліву руку поставити на пояс, праву відвести вбік, розвернути
корпус вправо, поміняти положення рук і розвернути корпус
вліво.
 Зігнути в ліктях руки і розігнути.
IV. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
 Визначте, як і яким способом змінилася внутрішня енергія
тіла в таких випадках:
а) сірник внесли у полум’я свічки;
б) сірник запалили об коробок;
в) пилка нагрілася після розпилювання дров;
г) штучний супутник нагрівся під час входження в атмосферу
Землі;

7. 25Тема 1.1. Теплові явища (1 частина)
д) склянку з водою кімнатної температури поставили в холо-
дильник;
е) дах будинку нагрівся під прямими променями сонця.
 Закриту пробірку з газом занурили у гарячу воду. Чи змінила-
ся кінетична, потенціальна енергія молекул газу? Якщо змі-
нилася, то як?
 Чому батареї центрального опалення завжди розташовують
у нижній частині приміщення, а кватирки для провітрюван-
ня — у верхній?
 Чи справді увімкнений вентилятор охолоджує повітря у при-
міщенні?
 Що являють собою вітри?
 Чому вітри на морському узбережжі (бризи) двічі на день змі-
нюють свій напрямок?
 Який сніг швидше розтане під сонцем: брудний чи чистий?
 У якій футболці менш спекотно влітку: у білій чи чорній?
 Чи можна в термосі зберегти холодними продукти?
V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1 [26]: вивчити §§ 3–7; виконати впр. № 3 (задачі 1, 3, 5), впр. № 4
(задачі 1, 3, 5).
2 Підготувати повідомлення: «Тепло: корисне і шкідливе для на-
шого організму», «Теплопровідність і рослинний світ».
3 [6]: розв’язати задачі.
1.67. Чому термоси виготовляють круглого, а не квадратного
перетину?
1.68. Ви зібралися снідати і налили у стакан чай. Але вас про-
сять відійти на декілька хвилин. Що треба зробити, щоб до вашого
повернення чай був би більш гарячим: налити у нього молоко від-
разу, перед відходом або після, коли ви повернетеся? Чому?
1.69. Лосі добре пристосовані до суворих морозних і сніжних
зим, тіло їх покрито грубою шерстю. На верхній стороні шиї і за-
гривка довге волосся утворює гриву, на горлі звисає покритий во-
лоссям наріст («сережка»). Чому груба шерсть рятує лосів у люті
морози?
4 Виготовити «вітрячок» із паперу й розглянути його дію над за-
паленою свічкою або плитою. Дати пояснення побаченого.