Конспект уроку

1. 30
Урок 6/6
ТЕМА. Кількість теплоти
Мета: ввести поняття «кількість теплоти», «питома теплоємність
тіла»; показати на досліді зв’язок теорії з практикою.
Обладнання: демонстраційний електричний термометр, сухе пали-
во, посудини для нагрівання води, таблиці питомої теплоємності тіл.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
ХІД УРОКУ
I. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ
Учні відповідають з місця і біля дошки на питання після пара-
графа підручника, пояснюють розв’язання домашніх задач.
Гра «Десять ЧОМУ»
1. Чому молекули мають кінетичну енергію? (Тому що вони завжди
рухаються, а будь-яке рухоме тіло має запас кінетичної енергії.)
2. Чому внутрішня енергія тіла може бути значною, незважаючи
на те, що молекули, з яких воно утворено, мізерно малі? (Тому
що число молекул у тілі дуже велике і їхня сумарна кінетична й потен-
ціальна енергія може бути значною.)
3. Чому клуби морозного повітря з відкритої кватирки буквально
«падають» униз, проникаючи у квартиру? (Тому що холодне пові-
тря має більшу густину і «тоне» в повітрі кімнати.)
4. Чому борошно виходить з-під жорен млина гарячими? (На роз-
тирання зерна йде енергія рухомого каменя. При цьому зростає вну-
трішня енергія і температура борошна.)
5. Чому металеве колесо керма автомобіля покривають шаром
ебоніту? (Ебоніт є поганим провідником тепла, тому таке покрит-
тя не відводитиме тепло від рук.)
6. Чому випромінювання, яким передається теплота, називаєть-
ся тепловим? (Тому що це теплові промені, які йдуть від нагрітих
тіл.)
7. Чому у твердих тілах немає конвекції? (Тому що молекули твер-
дих тіл малорухомі і сильно взаємодіють одна з одною. У твердих
тілах не можуть перемішуватися шари й утворюватися потоки, як
у рідинах і газах.)
8. Ящірки та деякі інші дрібні плазуни, що живуть у пустелях,
у спекотну годину дня часто залазять на верхівки кущів. Як

2. 31Тема 1.1. Теплові явища (1 частина)
пояснити таку дивну поведінку? (У спеку пісок так нагрівається,
що навіть на висоті 5 см від його поверхні температура нижча на
кілька градусів.)
9. У багатьох земноводних та плазунів у шкірі є спеціальні піг-
ментні клітини, які здатні змінювати свої розміри, а отже,
і колір шкіри. Що це дає тваринам? (Цим регулюють кількість
отриманого тепла. Коли пігментні клітинки малі і колір шкіри світ-
лий, то вона добре відбиває сонячні промені. Якщо ж пігментні кліти-
ни розширюються, то колір шкіри темніє і тіло тварини нагріваєть-
ся до певної межі.)
10. Чому перед заходом сонця над деревами можна побачити ви-
тягнуті вгору рої комах? Чи є фізичне пояснення цьому яви-
щу? Яке? (Перед заходом сонця температура падає і дерево стає
резервуаром теплого повітря, яке завдяки конвекції піднімається
вгору. Комах приваблює тепло цього повітряного потоку, а можливо,
і волога, що утворюється під час конденсації повітря, яке охолоджу-
ється.)
II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ, УМІНЬ І НАВИЧОК
Самостійна робота
1. Чому в мікроскоп видно, що частинки фарби, завислі в краплі
води, хаотично рухаються?
2. Чому молекули мають кінетичну енергію?
3. Чому залізний цвях не можна тримати в руці, якщо його ін-
ший кінець перебуває в полум’ї свічки, а сірник тримати мож-
на, хоча на його кінці полум’я?
4. Чому гази найгірше передають теплоту, тобто мають незначну
теплопровідність?
III. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
Внаслідок теплопередачі внутрішня енергія тіла або збільшу-
ється, або зменшується. Цю зміна енергії у фізиці називають кіль-
кістю теплоти.
 Кількість теплоти — енергія, яку тіло втрачає чи набуває внаслідок
теплопередачі.
Назву «кількість теплоти» прийнято відносити до зміни вну-
трішньої енергії тільки внаслідок теплопередачі. Цю назву не за-
стосовують до зміни внутрішньої енергії, яку тіло дістає або віддає
в процесі роботи.
Щоб навчитися обчислювати кількість теплоти, з’ясуємо, від
яких величин вона залежить.

3. 32 Уроки фізики. 8 клас. Розділ 1. Теплові явища
Запитання:
 Що потребує більше енергії для нагрівання на 1 °C — склянка
води чи чайник води? (Робимо висновок про залежність кіль-
кості теплоти від маси тіла.)
 Що виділить більше теплової енергії — одна розігріта цеглина
чи ціла цегельна грубка, нагріта до такої ж температури?
 У якому випадку буде потрібно більше енергії — під час нагрі-
вання 1 кг води на 1 °C чи на 10 °C?
 У якому випадку склянка окропу виділить (віддасть) більше
енергії: у разі остигання до 80 °C чи до кімнатної температури?
Робимо висновок про те, що кількість теплоти залежить від того,
наскільки градусів нагрівається чи остигає тіло, тобто від різниці по-
чаткової і кінцевої температури тіла.
Але знати зміну температури недостатньо, щоб мати уявлен-
ня про кількість теплоти, яку дістає тіло під час нагрівання або
віддає під час охолодження. Розжарена праска, до якої не можна
доторкнутися, кімнату не зігріє, а тепла піч або радіатор водяного
опалення, температура яких близько 60 °C, передадуть таку кіль-
кість теплоти, за рахунок якої температура повітря в кімнаті по-
мітно підвищиться.
Усім нам доводилося нагрівати воду, і ми добре знаємо, що для
нагрівання чайника, вщерть заповненого водою, потрібна більша
кількість теплоти, ніж для того самого чайника, наповненого до
половини. Отже, кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання тіла,
залежить від маси цього тіла: чим більша маса тіла, тим більшу кіль-
кість теплоти треба затратити, щоб змінити його температуру на
одне й те саме число градусів.
Остигаючи, тіло передає навколишнім предметам тим більше
теплоти, чим більша його маса. Так, чим більше секцій має радіа-
тор опалення, тим краще він обігріває кімнату.
Нагріватимемо на двох однакових пальниках дві посудини,
які містять: перша — воду масою 200 г, друга — олію також ма-
сою 200 г. Отже, маси рідин, які нагріваються, однакові. Однакові
й умови їхнього нагрівання, бо посудини дістають енергію від од-
накових пальників.
Термометри покажуть, що посудина з олією нагрівається
швидше. Щоб температура води дорівнялася до температури олії,
воді треба передати додаткову кількість теплоти.
Очевидно, для нагрівання однакових мас води й олії на ту саму
кількість градусів потрібна різна кількість теплоти: для води вона
більша, для олії менша. Значить, кількість теплоти, потрібна для
нагрівання тіла, залежить і від того, з якої речовини це тіло.

4. 33Тема 1.1. Теплові явища (1 частина)
З проведеного нами досліду з водою та з олією робимо висно-
вок: нагрівання тіл однакової маси до однакової температури по-
требує різної кількості теплоти і залежить від роду речовини тіла.
 Кількість теплоти, необхідна для зміни температури тіла, зале-
жить від роду речовини, з якої утворено це тіло, від маси тіла і від змі-
ни його температури.
Кількістю теплоти, як було вже зазначено, називають енергію,
яку дістає або втрачає тіло під час теплопередачі. Значить, одини-
цею кількості теплоти, як і будь-якої енергії, є джоуль. Формулю-
ємо поняття питомої теплоємності тіла, вводимо відповідні позна-
чення, записуємо формулу: Q cm t t= −( )2 1 .
Питома теплоємність речовини показує, яка кількість теплоти
необхідна, щоб змінити температуру 1 кг цієї речовини на 1 °C.
Питому теплоємність позначають буквою c, її одиницею в СІ
є 1
Дж
кг C⋅°
. У різних речовин питома теплоємність має різні зна-
чення. Так, наприклад, питома теплоємність цинку 400
Дж
кг C⋅°
.
Це означає, що для нагрівання цинку масою 1 кг на 1 °C необхідно
затратити кількість теплоти, що дорівнює 400 Дж.
Порівняння питомих теплоємностей різних речовин
 Питома теплоємність — це характеристика речовини, і вона не за-
лежить від маси тіла й зміни його температури.
Вода, наприклад, має дуже велику питому теплоємність. Тому
вода в морях й океанах, нагріваючись повільно, поглинає значну
кількість теплоти. Завдяки цьому в тих місцях, які розташова-
ні близько від великих водойм, улітку не буває так спекотно, як
у місцях, віддалених від води. Узимку вода, повільно остигаючи,
віддає велику кількість теплоти, тому зима в цих умовах менш су-
вора. Саме завдяки великій питомій теплоємності воду широко ви-
користовують у системі водяного опалення, у побуті й медицині,
наприклад у грілках.
Слід пам’ятати, що питома теплоємність речовини, що перебуває
в різних агрегатних станах, різна. Учням повідомляємо, що питома
теплоємність всіх речовин, які цікавлять нас, встановлена дослід-
ним шляхом. Учні ознайомлюються із таблицями питомих тепло-
ємкостей, звертаємо увагу учнів на одиниці цієї фізичної величини.
Запитання
 Визначте питому теплоємність алюмінію, заліза, срібла.

5. 34 Уроки фізики. 8 клас. Розділ 1. Теплові явища
 Що означають твердження: «питома теплоємність алюмінію
920
Дж
кг C⋅°
»; «питома теплоємність заліза 450
Дж
кг C⋅°
»?
 У якої речовини — у свинцю чи срібла — масою 20 г більше
змінюється енергія молекул у разі зміни температури на 1 °C?
 У якого із двох тіл однакової маси (наприклад, у срібного чи
мідного) буде вищою температура після одержання однакової
кількості теплоти?
 Що виділить більше енергії, остигаючи на 1 °C — 1 кг води чи
1 кг спирту?
IV. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
 У дві однакових склянки з окропом опустили ложки: у пер-
шу — алюмінієву, а в другу — срібну. Маса ложок однакова.
У якій зі склянок вода швидше охолоне?
 Де в побуті використовують велику питому теплоємність води?
 Що потрібно знати, щоб обчислити кількість теплоти, отрима-
ну тілом під час нагрівання?
 Чому в країнах, розташованих біля морів і океанів, літо не
таке спекотне, як у континентальних країнах, а зима тепліша
і м’якіша?
V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1 [26]: повторити § 4, вивчити § 8; виконати впр. № 8 (задачі 1, 3,
5, 7).
2 [6]: розв’язати задачі:
1.72. Чому залізні печі швидше нагрівають кімнату, аніж це-
гляні, але не так довго залишаються теплими?
1.73. Клімат островів помірний і рівніший, ніж клімат великих
материків. Чому?
1.74. Чому в пустелях вдень жарко, а вночі температура нижча
за 0 °C?
3 Творче завдання. Придумайте спосіб для простого порівняння
питомих теплоємностей двох різних металів (не вдаючись до та-
блиць). (Можливе розв’язання: якщо велика точність не потрібна, то
два однакових за масою шматки металу можна нагріти в доведеній
до кипіння воді й опустити в однакові калориметри. На скільки відріз-
нятимуться температури води у калориметрах після охолодження
металу, така сама різниця буде й у питомих теплоємностях цих ме-
талів.)