IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Гипотеза: благодаря научным знаниям и достижениям созданы легкие, прочные малотеплопроводные материалы для одежды и защиты жилища, кондиционеры, вентиляторы и прочие приспособления. Это позволяет нам преодолевать трудности и многие проблемы, связанные с теплом. Но все же изучать тепловые явления необходимо, так как они имеют исключительно большое влияние на нашу жизнь.
Цель: изучение тепловых явлений и тепловых процессов.
Задачи: рассказать о тепловых явлениях и тепловых процессах;
изучить теорию тепловых явлений;
на практике рассмотреть существование тепловых процессов;
показать проявление этих опытов.
Ожидаемый результат: проведение опытов и изучение наиболее распространенных тепловых процессов.
Результат работы над проектом: подобран и систематизирован материал по теме, проведены опыты и блиц – опрос учащихся, подготовлена презентация, представлено стихотворение собственного сочинения.
Тепловые явления – физические явления, которые связаны с нагреванием и охлаждением тел.
Нагревание и охлаждение, испарение и кипение, плавление и отвердевание, конденсация – все это примеры тепловых явлений.
Тепловое движение - процесс хаотичного (беспорядочного) движения
частиц, образующих вещество.
Чем выше температура, тем больше скорость движения частиц. Чаще всего рассматривается тепловое движение атомов и молекул. Молекулы или атомы вещества всегда находятся в постоянном беспорядочном движении.
Это движение обусловливает собой наличие в любом веществе внутренней кинетической энергии, которая, связана с температурой вещества.
Поэтому, беспорядочное движение, в котором всегда находятся молекулы или атомы, называется тепловым.
Изучение тепловых явлений показывает, что насколько в них уменьшается механическая энергия тел, настолько же увеличивается их механической и внутренней энергий, при любых процессах остаётся неизменной.
В этом заключается закон сохранения энергии.
Энергия не возникает из ничего и не исчезает никуда.
Она может лишь переходит из одного вида в другой, сохраняя своё полное значение.
Тепловое движение молекул никогда не прекращается. Поэтому любое тело всегда обладает какой-то внутренней энергией. Внутренняя энергия зависит от температуры тела, агрегатного состояния вещества и других факторов и не зависит от механического положения тела и его механического движения. Изменение внутренней энергии тела без совершения работы называется теплопередачей.
Теплопередача всегда происходит в направлении от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой.
Существует три вида теплопередачи:
Тепловые процессы – разновидность тепловых явлений; процессы, при которых меняется температура тел и веществ, а также возможно изменение их агрегатных состояний. К тепловым процессам относятся:
Нагревание
Охлаждение
Парообразование
Кипение
Испарение
Кристаллизация
Плавление
Конденсация
Сгорание
Сублимация
Десублимация
Рассмотрим в качестве примера вещество, которое может находиться в трёх агрегатных состояниях: вода (Ж- жидкое, Т- твердое,Г- газообразное)
Нагревание – процесс повышения температуры тела или вещества. Нагревание сопровождается поглощением теплоты из окружающей среды. При нагревании агрегатное состояние вещества не изменяется.
Опыт 1: Нагревание.
Наберём воду из крана в стакан и измерим её температуру (25°C),
затем поставим стакан на теплое место (окно на солнечной стороне), и через некоторое время измерим температуру воды (30°C).
Подождав ещё некоторое время, я еще раз измерила температуру (35°C). Вывод: термометр показывает увеличение температуры сначала на 5°C, а потом и на 10°C.
Охлаждение – процесс, понижения температуры вещества или тела; Охлаждение сопровождается выделением теплоты в окружающую среду. При охлаждении агрегатное состояние вещества не изменяется.
Опыт 2: Охлаждение.Посмотрим как происходит охлаждение на опыте.
Из крана в стакан наберём горячую воду и измерим её температуру (60°C) затем этот стакан на некоторое время поставим на подоконнике, после чего измерим температуру воды и она стала равной (20°C).
Вывод: вода охлаждается и термометр показывает понижение температуры.
Опыт 3: Кипение.
С кипением мы каждый день сталкиваемся дома.
Нальём в чайник воду и поставим его на плиту. С начала вода нагревается, а затем происходит кипения воды. Об этом свидетельствует пар, выходящий из носика чайника.
Вывод: при кипении воды, пар из горлышка чайника выходит через маленькое отверстие и свистит и мы выключаем плиту.
Испарение – это парообразование , происходящее со свободной поверхности жидкости.
Испарение зависит от:
Температуры вещества (чем выше температура, тем интенсивнее испарение);
Площади поверхности жидкости (чем больше площадь, тем больше испарение);
Рода вещества (разные вещества испаряются с разной скоростью);
Наличия ветра (при наличии ветра испарение происходит быстрее).
Опыт 4: Испарение.
Если Вы когда-нибудь наблюдали за лужами после дождя, то Вы, несомненно, замечали, что лужи становятся меньше и меньше. Что произошло с водой?
Вывод: она испарилась!
Кристаллизация (отвердевание) – это переход вещества из жидкого агрегатного состояния в твердое. Кристаллизация сопровождается выделением энергии (теплоты) в окружающую среду.
Опыт 5: Кристаллизация. Чтобы обнаружить кристаллизацию, проведём опыт.
Наберём воду из крана в стакан и поставим в морозильную камеру холодильника. Через некоторое время происходит процесс отвердевания вещества, т.е. на поверхности воды появляется корка. Затем вся вода в стакане полностью превратилась в лед, то есть кристаллизуется.
Вывод: сначала вода охлаждается до 0 градусов, затем замерзает.
Плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое. Этот процесс сопровождается поглощением теплоты из окружающей среды. Чтобы расплавить твёрдое кристаллическое тело ему необходимо передать некоторое количество теплоты.
Опыт 6: Плавление.Плавление легко обнаруживается на опыте.
Достаём из морозильной камеры холодильника стакан с замёрзшей водой, который поставили мы. Через некоторое время в стакане появилась вода – лед начал таять. Спустя некоторое время весь лед растаял, то есть полностью перешел из твердого в жидкое.
Вывод: лёд с течением времени получает тепло от окружающей среды и со временем растает.
Конденсация –переход вещества из газообразного состояния в жидкое.
Конденсация сопровождается выделением теплоты в окружающую среду.
Опыт 7: Конденсация.
Мы вскипятили воду и поднесли к носику чайника холодное зеркало. Через несколько минут на зеркале четко видны капли конденсировавшегося водяного пара.
Вывод: пар оседая на зеркале превращается в воду.
Явление конденсации можно наблюдать летом, ранним прохладным утром.
Капельки воды на траве и цветах – роса – свидетельствуют о том, что водяной пар, содержавшийся в воздухе, конденсировался.
Сгорание – процесс сжигания топлива, сопровождающийся выделением энергии.
Эта энергия используется в различных
сферах нашей жизни.
Опыт 8: Сгорание. Каждый день мы можем наблюдать, как сгорает природный газ в горелке плиты. Это и есть процесс сгорания топлива.
Также процессом сгорания топлива является процесс сжигания дров. Поэтому, чтобы провести опыт по сгоранию топлива, достаточно только зажечь газовую
горелку или спичку.
Вывод: при сгорании топлива выделяется тепло, может появиться специфический запах.
Результат работы над проектом:в своей проектной работе я изучила наиболее распространенные тепловые процессы: нагревание, охлаждение, парообразование, кипение, испарение, плавление, кристаллизация, конденсация, сгорание, сублимации и десублимации.
Кроме того, в работе были затронуты такие темы, как тепловое движение, агрегатные состояния веществ, а также общая теория по тепловым явлениям и тепловым процессам.
На основе простейших опытов рассматривалось то или иное тепловое явление. Опыты сопровождаются демонстрационными картинками.
На основе опытов рассмотрено:
- существование различных тепловых процессов;
доказана актуальность тепловых процессов в жизни человека.
Также мною был проведен блиц-опрос учащихся 9 «А» класса в составе 15 человек.
Блиц – опрос учащихся 9 класса.
Вопросы:
1. Что такое тепловые явления?
2. Приведите примеры тепловых явлений
3. Какое движение называют тепловым?
4. Что такое теплопроводность?
5. Агрегатные превращения – это…
6. Явление превращения жидкости в пар?
7. Явление превращения пара в жидкость?
8. Какой процесс называется плавлением?
9. Что такое испарение?
10. Назовите процессы, обратные нагреванию, плавлению, испарению?
Ответы:
1. Тепловые явления - физические явления, связанные с нагреванием и охлаждением тел
2. Примеры тепловых явлений: нагревание и охлаждение, испарение и кипение, плавление и отвердевание, конденсация
3. Тепловое движение – беспорядочное, хаотическое движение молекул
4. Теплопроводность – передача тепла от одной части к другой
5. Агрегатные превращения – это явления перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое
6. Парообразование
7. Конденсация
8. Плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое. Этот процесс сопровождается поглощением теплоты из окружающей среды
9. Испарение – это парообразование, происходящее со свободной поверхности жидкости
10. Процессы, обратные нагреванию, плавлению, испарению – охлаждение, кристаллизация, конденсация
Результаты блиц - опроса:
1. Правильный ответ – 7 чел – 47%
Неправильный ответ – 8 чел – 53%
2. Правильный ответ –6 чел – 40%
Неправильный ответ –9 чел – 60%
3. Правильный ответ – 10 чел – 67%
Неправильный ответ – 5 чел – 33%
4. Правильный ответ –6 чел – 40%
Неправильный ответ – 9 чел – 60%
5. Правильный ответ – 8 чел – 53%
Неправильный ответ – 7 чел – 47%
6. Правильный ответ – 12 чел – 80%
Неправильный ответ – 3 чел – 20%
7. Правильный ответ – 8 чел – 53%
Неправильный ответ – 7 чел – 47%
8. Правильный ответ – 10 чел – 67%
Неправильный ответ – 5 чел – 33%
9. Правильный ответ – 13 чел – 87%
Неправильный ответ – 2 чел – 13%
10. Правильный ответ – 8 чел –53%
Неправильный ответ – 7 чел – 47%
Блиц-опрос показал, что ученики не достаточно знакомы с этой темой, и я надеюсь, что мой проект поможет им восполнить недостающие пробелы по данной теме.
Поставленная мною цель и задачи проектной работы выполнены.
Закончить свою работу хочу стихотворением, которое мы сочинили вместе с моим дедушкой.
Тепловые явления
Мы явления изучаем,
Про тепло познать желаем.
Мы живем в чудесном мире -
Все, как дважды два - четыре.
Выполняем мы работу,
Раскачав молекул роту,
Колем на дрова бревно -
Нам становится тепло.
Очень важная задача-
Это теплопередача.
Тепло можно передать,
От воды нагретой взять.
Все тела теплопроводны:
Вода греет радиатор,
Воздух снизу вверх идет,
В дом тепло передает.
А оконное стекло
В доме бережет тепло.
В раме есть воздушный слой -
Для тепла стоит горой.
Он тепло не пропускает
И в квартире сохраняет.
Ну а днем, мы знаем сами,
Солнце даст тепло лучами…
Чтоб познать все свойства эти,
В дружбе жить с теплом на свете,
И на деле применить -
Надо ФИЗИКУ учить!!!
Список литературы
1. Рахимбаев М.М. Флеш-учебник: «Физика. 8 класс». 2. Преподавание физики, развивающее ученика. Кн.1. Подходы, компоненты, уроки, задания / Сост.и под ред. Э.М. Браверман:- М.: Ассоциация учителей физики, 2003. - 400 с. 3. Дубовицкая Т.Д. Диагностика значимости учебного предмета для развития личности учащихся. Вестник ОГУ, №2, 2004. 4. Колеченко А.К. Энциклопедия педагогических технологий: Пособие для преподавателей. – СПб.: КАРО, 2004. 5. Селевко Г.К. Педагогические технологии на основе активизации, интенсификации и эффективного управления УВП. М.: НИИ школьных технологий, 2005. 6. Электронные ресурсы:Сайт http://school-collection.edu.ru Сайт http://obvad.ucoz.ru/index/0Сайт http://zabalkin.narod.ru Сайт http://somit.ru