Внеклассное мероприятие по физике для учащихся 8 класса "Физика за чашкой чая"
методическая разработка по физике (8 класс) на тему

Методическая разработка внеклассного мероприятия по физике для 8 класса

«Физика за чашкой чая»

Подготовила учитель физики

Москаленко И.А.

                                          Я должен был пить много Чая,

                                        ибо без него не мог работать.

                                                 Чай высвобождает те возможности,

                                                          которые дремлют в глубине моей души.

                                                                                                        Л.Н.Толстой

Цели:

Образовательная: обобщить и систематизировать знания и умения учащихся, полученные при изучении раздела «Молекулярная физика»

Развивающая: способствовать развитию у учащихся умения анализировать ситуации, устанавливать связи, причины и следствия между событиями и явлениями, формировать умение быстро и точно находить ответы на поставленный вопрос, формировать поисковый стиль мышления.

Воспитательная: воспитывать исполнительность, внимательность, уверенность в себе. Формировать интерес к предмету, профессии.

Методическая:  активизация познавательной деятельности учащихся в ходе проведения мероприятия.

Комплексно-методическое обеспечение: презентация, чайник электрический, стакан, чайные ложки,  заварные чайники, сахарница с сахаром.

Ход мероприятия:

   Начинаем наше мероприятие, я назвала его «Физика за чашкой чая» (слайд1), потому что сегодня мы попытаемся объяснить все, что увидим, садясь традиционно выпить стакан чая. Итак, к столу, мы начинаем.

Чаепитие - повод для задушевного разговора (слайды2,3)

   Какое торжество обходится без чаепития? Да и само чаепитие можно превратить в настоящий праздник, если знать о чае самое главное и уметь творчески отнестись к процессу его приготовления.  Чай имеет длинную историю и является одним из самых распространенных напитков.  В каждой стране сложилась своя культура чаепития. Русская церемония чаепития направлена на объединение духовного мира людей, собранных за столом, раскрытие каждой отдельной души перед обществом, семьей, друзьями, получение новых знаний. Чаепитие создает условия для задушевного разговора.

История: Самые ранние упоминания о чае в древних рукописях относятся к 2700 году до н.э. Согласно легенде, первым Чая отведал правитель Китая Чен-Нунг. Однажды, прекрасным солнечным днём, Чен-Нунг отдыхал в своём саду возле дворца, как вдруг к нему в чашку с неизвестного куста упали листья. Вода окрасилась в золотисто коричневый цвет. Император попробовал напиток и был приятно удивлён его прекрасным вкусом. После он рекомендовал своим поданным использовать чай для утоления жажды и обретения бодрости духа. В Европе чай появился гораздо позже, только вначале XVI в. Сюда его привезли купцы, которые закупали в Азии и распространяли по миру многие диковинные в ту пору продукты.

В Россию он попал раньше, чем в Европу. В 1638 г. Посол Василий Старков привез из Монголии дар от  Алтын-хана русскому царю Михаилу Федоровичу несколько пудов чая. Чаепитие в России за 300 лет стало настолько популярным, что превратилось в один из национальных обычаев. (Слайд 4)

Вопросы:

1.Когда впервые стали использовать чай? С какой целью? (Чай начали использовать с лечебной целью более 5000 лет назад).

2. Почему возникло выражение «чайком побаловаться»? (Чай в России для крестьян был недоступен, они пили его лишь в особых случаях. Многие бедняки даже не знали, как его заваривать).

Чтец:

«Раз прислал мне барин чаю,

И велел его сварить.

А я от роду не знаю,

Как же этот чай варить.

Взял тогда, налил водички,

Всыпал чай я весь в горшок,

И приправил луку, перцу,

Да петрушки корешок.

Разлил варево по плошкам,

Хорошенько размешал,

Остудил его немножко,

На господский стол подал.

Гости с барином плевались,

Сам он, аж но озверел,

И, отправив на конюшню,

Меня выпороть велел.

Долго думал, удивлялся:

Чем же мог не угодить?

А потом-то догадался,

Что забыл я посолить».

Учитель: У нас все готово. Можно приступать к чаепитию. Но нет еще чая. Надо чайник накрыть крышкой, тогда вода скорее закипит. (слайд5)

Учитель: Вот мой первый вопрос: «Как, с точки зрения физики, объяснить, для чего мы накрываем чайник крышкой, когда кипятим в нем воду?»

Ответ: Накрывая чайник крышкой, мы сохраняем в нем то тепло, которое сообщает воде нагреватель, уменьшаем теплообмен.

Учитель : (Желательно взять прозрачный чайник, чтобы был виден весь процесс кипения) Мы видим на дне и стенках сосуда пузырьки. Откуда они взялись? (слайд6)

 И ещё мы слышим шум, исходящий от чайника. Почему он появился?

 Вот еще два интересных вопроса. Кто ответит на них?

Ответ: Пузырьки образуются из воздуха, растворенного в воде, а так же «прилипшего» к внутренней поверхности чайника. При нагревании воздух расширяется, и пузырьки увеличиваются и становятся видимыми.

Ответ: В пузырьках кроме воздуха находятся пары воды. Пузырьки растут и всплывают. Попав в верхние, более холодные слои воды, пузырьки охлаждаются,  и часть пара в них конденсируется в жидкость, размеры пузырьков сокращаются. Это попеременное увеличение и уменьшение объема пузырьков и создает шум.

Учитель: И как долго вода будет шуметь?

Ответ: Когда вода вся прогреется, поднимающиеся пузырьки уже не будут от охлаждения уменьшаться в размерах, а начнут на поверхности воды лопаться. Шум прекратиться, начнется «бульканье». Это бульканье и есть кипение.

Пока вода закипает, послушаем песню (слайд7. Можно включить песню о чаепитии)

Учитель : Вода в чайнике уже булькает, она закипела. Можно его отключить от сети? Но тогда вода будет остывать.  Кто знает, почему она будет остывать?

Ответ: Часть тепла воды будем путем теплопроводности передаваться чайнику, а от него путем теплообмена – окружающему пространству. Если еще снять крышку, то вода будет остывать и из-за интенсивного испарения. Напомню, что испарение состоит в том, что с поверхности жидкости отрываются молекулы, обладающие определенным запасом энергии. При отрыве молекул затрачивается также энергия на разрыв молекулярных связей. Вся эта энергия изымается из жидкости и поэтому, если к жидкости не подводить тепло, она будет остывать.

Учитель: Вот чайник закипел, из его носика выходит, как мы все говорим,  пар. Но пар это же газ, а газы невидимы. Что же мы видим? (слайд8)

Ответ: Туман. Это капельки воды, конденсированные на пылинках воздуха или заряженных частицах.

Учитель: Верно. В данном случае, мы видим туман, а пар- бесцветный, не различимый глазом газ. Вода в нашем чайнике закипела. Все это видят: из носика идет туман. Давайте заваривать чай .

Учитель: (подходя к чайнику): Интересно, а если бы мы налили в чайник тоже количество воды, но не сырой, а кипяченной, закипела бы она быстрее при одинаковых условиях нагревания?

Ответ: Сырая вода закипит скорее, чем кипяченная, это связано с тем, что она содержит растворенный воздух, который при кипячении из нее удаляется. В кипяченой воде пузырьков воздуха мало и они мелкие, вероятность поднятия таких пузырьков со дна сосуда мала, подъем будет только тогда, когда давление насыщенного пара в пузырьке станет равным давлению на поверхности жидкости. Поэтому кипяченая вода закипает позже сырой.

Учитель: Думаю, мы выяснили ряд интересных вопросов, связанных с кипячением и парообразованием. Между тем, вода в чайнике давно кипит. Перейдем к чаепитию. Но для этого, прежде всего, нужно заварить чай. Хорошо известно, что вкус чая зависит от того, правильно ли он заварен. А что значит правильно заварить чай? (слайд9)

Ответ: Это значит заваривать так, чтобы вкусовые вещества, входящие в состав чайного листа, в возможно большем количестве перешли в воду. Известно, что вкус чая зависит от температуры, при которой он заварен. Чем выше температура в момент заварки, тем чай вкуснее.

Учитель: У меня в связи с этим возникает такой вопрос: в каком чайнике – металлическом или фарфоровом лучше это делать?

Ответ: металлический чайник, обладая большой теплопроводностью, будет быстро отдавать тепло окружающей среде и вода в нем станет быстро остывать. Фарфоровый чайник медленнее нагревается, но зато и остывает медленнее, поэтому он хорошо сохраняет тепло. По-моему, его и лучше брать.

Ответ: Для того, чтобы внутренние стенки заварочного чайника имели более высокую температуру в момент заварки, рекомендуется перед засыпкой чая один или два раза ополоснуть чайник кипятком. Тогда меньше тепла от воды «уйдет» на его прогрев.

Учитель: Давайте испытаем предложенный принцип заварки чая

Учитель: У нас есть кипяток, заварка, стакан. Обращаю внимание: стакан толстостенный. Теперь надо выполнить существенную операцию – налить чай в стакан. Вы слышали о таком важном свойстве стекла, как термостойкость? Она определяет способность стекла выражать заданный интервал температур, не разрушаясь, не трескаясь. Термостойкость зависит от ряда физических величин: теплопроводности, толщины стекла, коэффициента его линейного расширения. Чем тоньше стекло и меньше коэффициент его линейного расширения, тем больше термостойкость.

Поскольку термостойкость толстого стекла меньше, чем тонкого, я действую так: опускаю ложечку в пустой стакан. И он готов к разливу чая.

Объясните, зачем я это сделала? (слайд11)

Ответ: Ложечка металлическая, она обладает большой теплопроводностью и будет забирать часть тепла, когда мы нальем кипяток; стекло толстостенного стакана от этого будет нагреваться медленно, и стакан не лопнет.

Учитель: Этой меры предосторожности достаточно для того, чтобы стакан не треснул, но все же желательно наливать чай медленно. Наружная поверхность стенки стакана успеет при этом прогреться и ее деформации не произойдет. И еще один совет: поскольку температура заварки всегда меньше температуры кипятка, рекомендуется в первую очередь наливать в стакан заварку, а уж затем кипяток.

Учитель  разливает чай, берет ложечку, накладывают в чай сахар и начинает его помешивать.

Учитель: для чего я помешиваю ложечкой чай?

Ответ: Сахар кладут в чай, чтобы он имел сладкий вкус. Сахар растворяется, в жидкости. Молекулы сахара при этом вследствие хаотического движения

и диффузии распределяются по всему объему чая. При помешивании происходит перемешивание слоев жидкости, что ускоряет процесс.

Учитель: все! Пьем чай! Осторожно: он горячий!  Я дую на него или наливаю чай в блюдце. Зачем это делают?

Ответ: мы дуем на чай, чтобы повысить скорость испарения, удаляя с поверхности жидкости молекулы пара. Когда чай наливаем в блюдце, увеличиваем площадь испарения, процесс испарения идет в большем масштабе и быстрее. При испарении из жидкости забирается энергия в виде тепла, она остывает, и чем интенсивнее идет испарение, тем быстрее остывает жидкость.

 Учитель:  Почему из только что поданного самовара стаканы наполняются быстрее, чем потом, когда вода в самоваре убавится?  (слайд 14)                                          Ответ: Вода вытекает из крана под влиянием давления жидкости на боковую стенку самовара. Чем меньше воды в сосуде, тем меньше давление, испытываемое частицами воды, находящимися у крана, и тем с меньшей силой вода вытекает из сосуда.

Учитель: Почему из полного стакана бывает трудно налить чай в блюдце, не пролив его на скатерть? 

Ответ: Так как стекло имеет способность смачиваться водою, то жидкость при начале выливания ее из стакана, прежде всего вода потечет по стеклу и отчасти прольется, не попав на блюдечко. Если бы стекло в этом месте смазать салом, чтобы оно перестало смачиваться жидкостью, то вода  выливалась бы на блюдце непрерывной массой (вследствие своего веса)

Учитель: Какой физик не проводит эксперименты? И мы сейчас их проделаем.

1 эксперимент.  А ведь не просто так чай заваривают кипятком… Внимание! Проводим эксперимент! Наливаем воду в стаканы: в один - холодную, в другой – горячую. Опускаем в стаканы пакетики с заварочным чаем.

Наблюдаем… Кипяток быстрее окрашивается. В холодной воде процесс протекает вяло, цвет воды меняется медленно, причем только в нижней части стакана. Почему?

Ответ: Наблюдается процесс диффузии: молекулы одного вещества, назовем их условно «молекулы чая» самопроизвольно смешиваются с молекулами воды. Чем выше температура воды, тем активнее проходит этот процесс, так как с повышением температуры повышается скорость движения молекул.

2 эксперимент:  Кто хочет стать экспертом с завязанными глазами?

Надеваем на глаза повязку. Необходимо на ощупь определить, какая из ложек алюминиевая. Ложки одинаковы по массе и одновременно опускаются в чашку с кипятком.

(Источником информации служит быстрота нагревания ложек: она разная. Та, что нагрелась сильнее, сделана из материала с большой удельной теплоемкостью.)

3 эксперимент: А теперь вопрос о баранках. Баранку легко разломить, но невозможно потом снова соединить куски (демонстрация). Почему?

Ответ: Когда ломаем баранку, то нарушаем молекулярные связи. При соединении не удается сблизить куски на такое расстояние, чтобы начали проявляться силы молекулярного притяжения.

4 эксперимент. Давайте померяемся силами. Кто из вас сможет «сломать» чайную ложку, не применяя силы?

Ответ: Необходимо поставить ложку в стакан с водой.

(Эффект надломленности ложки или карандаша связан с преломлением луча света при переходе из воды в воздух – оптическая плотность у воды и у воздуха разная.)

Стадия «Рефлексия»

Было бы очень хорошо, если бы каждый из вас после сегодняшнего мероприятия стал чаще задумываться над окружающими явлениями и старался бы объяснить их с точки зрения физики! Ведь физику можно увидеть не только за чашкой чая…

Учитель:  Мне очень хочется, чтобы все, что вы узнали сегодня, осталось с вами навсегда. Чай – это великолепный подарок природы! Так давайте же использовать его правильно, и тогда он принесёт нам максимальную пользу. Всего доброго, желаем вам отменного здоровья!

«Если хворь с кем приключится,

Чаем можете лечиться.

Чай всех снадобий полезней,

Чай в жару нас освежает,

А в морозы согревает,

И сонливость переборет,

И с усталостью поспорит,

Сокрушит любой недуг,

Чай здоровью лучший друг!

ПРИЯТНОГО ЧАЕПИТИЯ!!!

Литература:

1. В.И. Елькин. Оригинальные уроки физики и приемы обучения. Книга 2.Москва. «Школа-Пресс».2001.

2. Б.Виногродский. « Путь чая», М. « Гермитаж – Пресс», 2005г.

3. М. Полевая. «Чай, от болезней выручай!», Санкт-Петербург. Издательская группа «Весть». 2005.