Тепловое движение частиц. Температура. Внутренняя энергия.

Организационная информация
№ урока
Тема урока
Класс
Дата
Тепловое движение частиц.
Температура. Внутренняя
энергия.
8
Методическая информация
Тип урока
Урок усвоения новых знаний
Цели урока
Образовательная: Сформировать у учащихся представление
о тепловом движении молекул. Ввести понятие температуры.
Познакомить учащихся с основными характеристиками
тепловых процессов, с тепловым движением как особым
видом движения. Ввести понятие внутренней энергии.
Воспитательная: Воспитание интереса к изучению физики.
Развивающая: Развитие умения логически и творчески
мыслить.
Объяснить такие понятия, как температура. Тепловое движение,
внутренняя энергия, Для лучшей усваимости материала сопроводить
рассказ опытами. Закрепить знания самостоятельной работой.
Применяемые
на Классический урок.
уроке педагогические
технологии
Речевая, слушанье, записывание с доски.
Деятельность
учащихся на уроке
Связь
с
ранее
изученным
материалом
Государственные
требования к уровню
общеобразовательной
подготовки учащихся
Колба, пробка, тонкая стеклянная трубка, вода, стакан, термометры,
Необходимое
оборудование
и груз на пружине.
материалы,
демонстрации
Задачи урока
1
Структура урока
1.оргмомент
2.проверка домашнего
задания
3.актуализация
опорных знаний
4. целевая установка
5. мотивация учебной
деятельности
6. изучение нового
материала
7.закрепление
8.итоги урока
9.рефлексия
10.домашнее задание
Конспект урока
Мотивация
учащихся,
актуализация знаний
1) Орг. Момент.
2) Слово учителя:
Сегодня мы начинаем изучать тепловые явления.
Запишите тему урока.
Итак, тепловые явления в нашей жизни занимают
огромное, очень важное место. Начиная с того. Что
каждый раз мы с вами сталкиваемся с прогнозом
погоды, изготовление новых материалов, плавление
металлов, сгорание топлива, создание новых двигателей
для ракет, самолетов… Все это- тепловые явления.
2
Ход и
урока
содержание
3) Изложение нового материала.
Таким образом, Тепловые явления – это явления, связанные с нагреванием
или охлаждением тел, а также с изменением их агрегатного состояния.
Все тепловые явления связаны с температурой.
Как мы уже отметили, тепловые явления связаны с нагреванием
или охлаждением тел в первую очередь, поэтому, необходимо
сказать, что все тепловые явления связаны с такой величиной,
как температура.
Все тела характеризуются состоянием своего теплового равновесия.
Главная характеристика состояния тела – температура.
Температура – мера нагретости тел.
Температура – это физическая величина, следовательно. Ее можно
измерить.
Для измерения температуры используется такой прибор, как
термометр. (от греч. термо – тепло, метрео – измеряю).
Первый термометр , если его можно так назвать… т.к. вначале прибор
называли термоскопом, был изобретен Галилео Галилеем в самом
конце 16 века. В 1597 году Галилей на лекции в своем университете
продемонстрировал студентам первый термоскоп, который в
дальнейшем начали называть термометром.
Работа любого термометра основана на одной важной особенности –
изменении физических свойств вещества в зависимости от температуры.
3
Опыт Галилея заключался в том, что он взял колбы с длинным
горлышком, налил в нее воды и взял стакан, в котором тоже была вода.
Затем он перевернул колбу в стакан, опустил ее горлышком вниз. Часть
воды осталась в горлышке колбы.
Если теперь нагревать или охлаждать круглую часть колбы, то мы
заметим, что столб воды в горлышке колбы будет опускаться или
подниматься.
4
Температурные шкалы.
Этот опыт и лег в основу первого термоскопа. В то время была введена
градусная шкала. Само слово «градус» в переводе с латинского означает
«ступень». Градусов было всего 4 и стоит лишь догадываться, что они означали.
На сегодняшний день сохранились три основные шкалы. Наибольшее
распространение получила шкала, которую мы с вами хорошо знаем – это шкала
Цельсия.
Андерс Цельсий – шведский астроном, который предложил следующую шкалу
температур:
– температура кипения воды;
– температура замерзания
воды. В настоящее время все мы привыкли к перевёрнутой шкале Цельсия.
Примечание: сам Цельсий говорил, что такой выбор шкалы вызван простым
фактом: зато зимой не будет отрицательной температуры.
В некоторых странах (Англия, Франция, Латинская Америка) принята
шкала Фаренгейта. Габриель Фаренгейт – немецкий исследователь – инженер,
который впервые применил свою собственную шкалу для изготовления стекла.
Шкала Фаренгейта более тонкая: по размерности градус шкалы Фаренгейта
меньше градуса шкалы по Цельсию.
И третья шкала (ее называют технической) – это шкала французского
исследователя Реомюра. Там 0 градусов – температура замерзания воды,
а кипение воды ученый обозначил (исходя из своих опытов) 80
градусов.
Есть еще одна шкала – шкала Кельвина, мы с вами научимся ею
пользоваться позже. Эту шкалу еще называют абсолютной.
Но чаще всего мы будем использовать шкалу Цельсия – она нам
привычна и чаще всего доступна.
Вспомним из курса физики 7 класса, что с изменением температуры
изменяются линейные размеры тел. При нагревании тело увеличивается
в размерах, а при охлаждении – уменьшается.
С чем это связано? Это связано с тем, как ведут себя атомы и молекулы,
из которых состоит тело. Когда тело нагревается – частицы начинают
5
быстрее двигаться – они чаще взаимодействуют друг с другом и это
приводит к тому, что объем данного тела увеличивается. Таким
образом, мы можем сказать, что температура связана с движением
частиц из которых состоят тела. Это относится и к твердым, и к
жидким, и к газообразным телам.
Если мы будем говорить о движении частиц из которых состоит газ, то
должны помнить – это хаотическое движение атомов и молекул. Так
как в газах они между собой практически не связаны.
Если мы говорим о движении частиц жидкости, то его можно
представить себе как скачкообразное движение – атомы и молекулы
жидкости ведут оседлый образ жизни, но тем не менее способны
перепрыгивать с одного места в другое – этим обозначается текучесть
тел.
У твердых тел атомы и молекулы ведут себя привязано к месту, но тем
не менее их движение называют колебательным.
Демонстрация теплового движения. Тепловое движение никогда не
прекращается. Если у тела есть температура – значит его частицы
движутся.
Впервые существование теплового, хаотического движения частиц
подтвердил опытным путем в 1827 году Роберт Броун – английский
ботаник. В его честь движение называют Броуновским.
На сегодняшний день известно, что самая низкая температура, которая
может быть достигнута – это приблизительно«-270»градусов по
Цельсию. При этой температуре замирает движение частиц, из которых
состоит тело, но не замирает движение внутри самих частиц!!!
Движение никогда не прекращается.
Рассмотрим еще раз опыт Галилея.
Перевернем колбу горлом в стакан и дотронемся к круглой части колбы.
Можно увидеть, как жидкость начинает опускаться – это происходит от
того, что воздух в колбе нагревается, тем самым расширяется и
вытесняет воду.
Вот этот опыт и привел Галилея к тому, что по мере нагретости воздуха
в колбе можно оценивать температуру.
В дальнейшем опыты Галилея продолжили другие ученые. Большую
важность имеет опыт французского ученого Амонтона. Который в 1702
году предложил так называемый газовый термометр. С неболшими
изменениями этот прибор дошел и до наших дней.
Продемонстрируем опыт Амонтона.
Возьмем колбу с водой и закроем ее пробкой. Сквозь пробку проденем
тонкую трубку. Если снова нагрвать воздуж в колбе, то можно увидеть,
как поднимается жидкость в трубочке.
6
И по отсчету, на какой уровень поднимается жидкость, мы можем
судить о той или иной температуре.
Внутренняя энергия тел.
В 7 классе вы уже познакомились с некоторыми видами энергий.
7
Превращение энергии.
В 7 классе мы говорили о том, как один вид энергии превращается в
другой. Это превращение можно рассмотреть на свободном падении
тела. Если мы располагаем тело га некоторой высоте над землей, то
можно сказать, что относительно Земли это тело обладает
потенциальной энергией. Но когда тел начинает свободно падать,
высота уменьшается, следовательно, уменьшается потенциальная
энергия. Но, вместе с тем у тела увеличивается скорость, значит,
возрастает кинетическая энегрия. И в от момент, когда тело уже у
поверхности земли и вот-вот должно с ней столкнуться, мы должны
понимать, что вся потенциальная энергия превратилась в кинетическую.
В дальнейшем, когда тело упало на землю, проявляются другие виды
энергии, мы с вами о них будем говорить на других уроках.
Рассмотрим опыт превращения энергии на колебательной системе.
Груз – подвешенный к пружине.
8
Рассмотрим движение груза на пружине. Если заставить груз совершат
колебательное движение, то мы можем говорить о непрерывном
превращении потенциальной и кинетической энергий этого груза.
Потенциальна превращается в кинетическую, кинетическая в
потенциальную, и так происходит до тех пор, пока колебания не
прекратятся и груз не остановится.
Превращение энергии происходит при движении тела, когда оно падает
с некоторой высоты на землю. Куда же девается вся энергия, когда тело
упало на землю? Эта энергия превращается во внутреннюю энергию.
Что же такое внутренняя энергия? Давайте рассмотрим тот факт, что
частицы, из которых состоит тело , находятся в постоянном,
непрерывном движении и взаимодействии друг с другом, а
следовательно, каждая частица – атом или молекула, одновременно
обладают и кинетической энергией и потенциальной энергией
взаимодействия со своими соседями.
9
Внутренняя энергия равна сумме кинетической и потенциальной
энергий тела.
Внутренняя энергия определяется в первую очередь изменением
температуры тела.
Как мы уже знаем, температура тела характеризует движение частиц.
Значит, мы можем сказать, что если температура изменяется – то
изменяется и внутренняя энергия тела.
Внутренняя энергия зависит от:
Итак, внутренняя энергия не зависит от механического движения самого
тела, от расположения этого тела относительно других тел, а зависит от
того, как движутся частицы внутри тела и как они между собой
взаимодействуют.
Надо сказать, что внутренняя энергия является отдельным видом
энергии и существует особо, отдельно от других энергий. Любое тело
обладает внутренней энергией, принято говорить, что у тела существует
некоторый запас внутренней энергии.
10
Закрепление:
Самостоятельна работа.
11
Проверка
и
оценивание учебных Выставление оценок за работу на уроке.
достижений
Домашнее задание
Дополнительная
необходимая
информация
В помощь учителю
Использованные
источники
и
литература
(если
имеются)
http://interneturok.ru/ru/school/physics/8-klass/teplovyeyavleniya/vnutrennyaya-energiya
Советы
по
логическому
переходу от данного
урока
к последующим
Межпредметные
связи
Другое
12