Закон сохранения импульса
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

 ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Цель образовательная: учащиеся должны усвоить, что

- перенос тепла с помощью вещества называется конвекцией;

- под теплопроводностью понимается перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц;

- у различных веществ теплопроводность разная;

- существует особый вид теплопередачи — лучеиспускание.

 Цель по развитию: учащиеся должны научиться

- распознавать явление конвекции, теплопроводности и лучеиспускания в конкретных ситуациях,

- на основе знаний о способах передачи теплоты объяснять действие различных установок, применяемых в сельском хозяйстве, строительстве и т.д.

Цель воспитательная: учащиеся должны убедиться в том, что научные знания необходимы для правильного понимания и объяснения происходящих процессов в окружающем нас материальном мире.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Метод проведения: Эвристическая беседа с элементами исследования.

Оборудование: спиртовка, медная проволока, колба с водой, разные стержни, пластилин, спички, стеклянная трубка для демонстрации конвекции в жидкости, марганцовка, теплоприемник, жидкостный манометр, электрическая плитка, плакаты и таблицы.

Сценарий

(Рассчитан на сдвоенный урок)

Учитель. Здравствуйте, ребята. Очень приятно видеть вас в этой теплой комнате. Мы все любим тепло, особенно когда за окном снег или дождь. А летом, когда светит солнышко, вы любите загорать. Откуда же берется тепло дома, как получается так, что и зимой можно есть свежие огурцы, любоваться красивыми цветами, ведь все они очень любят тепло.

Мы знаем, что тепло очень важно для живого мира. Поэтому давайте посвятим сегодня нашу встречу теплоте, попробуем узнать, как она передается.

У нас в гостях сегодня физик-исследователь, агроном, инженер-строитель.

Каждый предмет может служить «мостиком», по которому перейдет тепло от более нагретого тела к менее нагретому. Таким мостиком является, например, чайная ложка, опущенная в стакан с горячим чаем. Здесь энергия передается от горячей воды к холодной ложке. Но энергия в этом случае передавалась и по самой ложке – от менее нагретого конца к холодному. Мы это чувствуем своей рукой.

Такое явление в физике называют теплопроводностью.

Теплопроводность можно наблюдать на следующем опыте. Закрепляют один конец толстой медной проволоки в штативе, а к проволоке прикрепляют воском или пластилином несколько гвоздиков или спичек. У меня это уже сделано. Теперь я начинаю нагревать свободный конец проволоки в пламени спиртовки. А вы обратите внимание на положение спичек. Какие изменения у нас происходят?

Ученики. Мы видим, что гвоздики постепенно отпадают от проволоки. Причем, сначала отпадают те, которые расположены ближе к пламени, а затем по очереди все остальные.

Учитель. Как происходит передача энергии по проволоке? Об этом мы попросим сообщить нам одного из наших гостей – физика.

Физик. Из чего состоят все тела?

Ученики. Тела состоят из частиц – молекул.

Физик. В каком состоянии находятся эти частицы в нашей проволочке?

Ученики. Они колеблются с некоторой частотой.

Физик. От чего зависит быстрота колебательного движения молекул?

Ученики. Зависит от их температуры.

Физик. А теперь применим ваши знания к нашему опыту. Когда мы подносим пламя к концу проволоки, то последняя начинает нагреваться. При этом сначала увеличивается скорость колебательного движения частиц металла в том конце проволоки, который ближе к пламени. Температура этого конца повышается. В результате взаимодействия увеличивается скорость движения соседних частиц, то есть повышается температура следующей части проволоки. Затем увеличивается скорость колебаний следующих частиц и т.д. При этом очень важно заметить, что при теплопроводности само вещество не перемещается от одного конца тела к другому.

Теперь мы можем вместе сформулировать понятие теплопроводности. Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц называется теплопроводностью.

Учитель. Продолжим наши исследования. Для этого проделаем следующий опыт.

1. Цель. Исследование теплоемкости разных тел.

2. Название. Теплоемкость разных тел.

3.  Принципиальная схема. 

Для опыта нам понадобятся две палочки из разных материалов, опущенные в очень горячую воду. На них пластилином закреплены по три спички.

4. Рисование схемы на доске и в тетрадях учащихся. Зарисуйте предложенную схему в тетради.

5. Объяснение экспериментальной установки, собранной на демонстрационном столе, и назначения ее основных элементов. На столе стоит химический стеклянный стакан с очень горячей водой. Имеется два стержня: стеклянный и стальной. Я заранее прикрепила к ним пластилином по три спички.

6. Разъяснение плана проведения опыта. Сейчас я опущу эти стержни со спичками в стакан с горячей водой (надо так поставить стержни, чтобы расстояние от поверхности воды до первых спичек было одинаковым на обоих стержнях). Для лучшего эффекта я поставлю стакан с водой на электрическую плитку и включу ее в сеть.

7. Объект. Выделение объекта наблюдения  в эксперименте. Вы внимательно следите за спичками.

8. Демонстрация опыта с пояснениями учителя. Я ставлю стакан с водой на электроплитку, опускаю стержни, включаю плитку в сеть, и наблюдаем.

9.  Проверка видимости учащимися эффекта опыта с помощью контрольных вопросов.

1. Заметны ли какие-либо изменения в опыте?

2. Одновременно ли начали отпадать спички?

3. На каком стержне они начали отпадать раньше?

4. Какой наблюдаемый результат в опыте мы запишем?

10. Фиксирование видимого результата опыта.  Спички начинают отпадать раньше на стальном стержне.

11. Вопросы к ученикам, подводящие их к анализу явлений опыта.

— Почему вообще спички отпадали?

— Все ли спички на одном стержне отпадали одновременно?

— В какой последовательности отваливались спички на стержнях?

— Из каких материалов были у нас стержни?

— В чем может быть причина того, что спички на разных стержнях отпадали не одновременно?

12. Анализ наблюдаемых в опыте явлений. Спички на холодных стержнях удерживались пластилином. Когда стержни опустили в горячую воду, то через некоторое время мы увидели, что отвалилась спичка на металлическом стержне. Это значит, что тепло по стержню дошло до этого места, пластилин нагрелся, размягчился и уже больше не смог удерживать спичку.

Кроме того, мы видели, что первыми отвалились две спички с металлического стержня, а потом — со стеклянного. Что это значит?

— Это означает, что тепло быстрее распространяется в металле, чем в стекле.

13. Обобщенный вывод. Теплопроводность различных тел разная.

14. Объяснение наблюдаемых в опыте физических явлений на основе какой-либо теории. 

Предыдущим опытом мы на основе представлений молекулярно-кинетической теории строения вещества установили, что передача тепла внутри вещества происходит за счет взаимодействия его молекул. Чем реже и слабее происходит взаимодействие между молекулами вещества, тем медленнее идет передача энергии теплопроводностью.

Физик. Итак, наши исследования показали, что различные вещества имеют разную теплопроводность. Металлические предметы очень хорошо проводят тепло. Мы говорим «проводят тепло», но с таким же успехом можно было бы сказать «проводят холод». Свойства тела не изменяются от того, в какую сторону идет по нему поток тепла.

К плохим проводникам тепла – их также называют теплоизоляторами – относятся дерево, кирпич, стекло, пластмассы. Объясните, почему именно из этих материалов делают стены домов, печей и стенки холодильников?

— Потому что зимой эти материалы почти не будут передавать тепло на улицу из квартиры, а летом не будут «пускать» жару в дом.

— Верно. К хорошим проводникам тепла относятся все металлы. Наилучшими проводниками тепла являются медь и серебро – они проводят тепло в два раза лучше, чем железо. Жидкости то же проводят тепло, но много хуже, чем металлы. Очень малую теплопроводность имеет сильно разряженный газ. Объясняется это тем, что теплопроводность, то есть, перенос энергии от одной части тела к другой, осуществляют молекулы или другие частицы. Там, где частиц очень мало, теплопроводность так же очень мала.

А теперь объясните, почему в морозные дни мы остерегаемся на улице притрагиваться голой рукой к металлу, но без опаски беремся за деревянную ручку? (Выслушиваются объяснения).

Учитель. Вещества с малой теплопроводностью применяют там, где нужно предохранить тело от охлаждения или нагревания. А иногда чрезмерное тепло даже приносит вред.  Чтобы узнать подробнее, попросим рассказать об этом наших гостей – агронома и строителя.

Агроном. Вы, может быть, слышали, что иногда озимые под снегом выпревают? Почему посевы вымерзают – это понятно. Но бывает, что озимые зимой выпревают. Почему? Для благополучной перезимовки озимых посевов достаточным является слой рыхлого снежного покрова высотой 35-40 см. Увеличение же снежного покрова выше 50 см в некоторых случаях может оказаться вредным для растений.

Это бывает в тех случаях, когда рано выпадает снеговой покров и почва остается слабо промерзшей или совсем талой: температура ее высокая. Мощный же снеговой покров плохо передает тепло. В результате создается высокая температура, которая может быть гибельной для растений.

Инженер-строитель. Почему кирпичные стены дома толще деревянных? Почему, например, стены деревянного дома имеют толщину 18 см, а дома из сплошной кирпичной кладки – 55 см, причем кирпичный дом не теплее деревянного? (Выслушиваются версии учащихся, обсуждаются,  и строится правильный ответ).

Для постройки жилых зданий и животноводческих помещений в зависимости от местных условий используются различные строительные материалы (кирпич, камень, дерево, саман, соломит, камышит, шлакоблоки и др.). Все строительные материалы должны быть плохими проводниками тепла. Они должны иметь поры и пространства, заполненные воздухом.

Но как узнать, какой из материалов имеет меньшую теплопроводность, а какой - большую? Сравнивают теплопроводность веществ по их коэффициенту теплопроводности. Теплопроводность кирпича больше, чем теплопроводность дерева. Значения коэффициентов теплопроводности представлены в специальных таблицах.

Вы, наверное, обращали внимание на то, как строят стены сельскохозяйственных построек из кирпича. Нерационально стену, толщиной в 1 метр всю заполнять кирпичом. Можно сделать лучше: оставить в стене колодцы и заполнить их шлаком или другим материалом, являющимся плохим проводником тепла. Теплопроводность такой стены гораздо меньше, следовательно, в помещении будет теплее.

Кто ответит, почему при строительстве пользуются кирпичами, в которых есть отверстия?

Ученик. Кирпичи с отверстиями хорошо предохраняют воздух в комнате от охлаждения.

Инженер-строитель. Почему в северных городах при строительстве домов ставят окна с тройными рамами и стены делают толще?

Ученик. Между рамами находится воздух, а так как воздух плохой проводник, то такие рамы лучше защищают от холода.

Инженер-строитель. Какой мешалкой вы бы воспользовались при варке варенья: деревянной или стальной?

Ученик. Деревянной, потому что теплопроводность у дерева плохая.

Учитель. В настоящее время промышленность выпускает всевозможные изделия из различных металлов, в том числе и посуду из чугуна, алюминия. Как вы думаете, в какой посуде пища подгорает быстрее при одинаковых условиях?

Ученик. Наверное, в посуде из алюминия пища подгорает быстрее, так как теплопроводность алюминия больше.

Физик. Славящиеся своим качеством оренбургские платки вяжутся из пряжи, изготовленной из тончайших волокон козьего пуха. Почему такой платок особенно хорошо защищает от холода?

Ученик. Пух между своими волокнами содержит воздух, который обладает плохой теплопроводностью.

Учитель. Итак, мы выяснили, что существуют вещества с различной теплопроводностью. Но если вода такой плохой проводник тепла, то, как же она нагревается в чайнике? Воздух еще хуже проводит тепло. И тогда непонятно, почему во всех частях комнаты зимой устанавливается одинаковая температура?

Вы все знаете, что чайники, кастрюли, миски греют снизу. А вы не задумывались, с чем это связано?

Ученики. (Затрудняются ответить) не знаем.

Учитель. Чтобы узнать, с чем это связано, нам необходимо будет провести еще несколько опытов.

Физик. Продолжим наши исследования дальше и попробуем выяснить, как нагревается вода в чайнике, и почему его надо ставить на печку, а не под нее.

1. Цель. Исследовать процесс передачи тепла в жидкости при ее нагревании снизу.

2. Название. Конвекция.

3. Принципиальная схема. Нам потребуется стеклянный сосуд особой замкнутой формы для циркуляции в нем  жидкости и спиртовка. Лучшую видимость опыта нам поможет обеспечить кристаллик марганцовки.

4. Рисование схемы на доске и в тетрадях учащихся.

5. Объяснение экспериментальной установки, собранной на демонстрационном столе, и назначения ее основных элементов. Перед Вами в лапке штатива укреплен стеклянный сосуд особой формы. Вода в ней должна полностью заливать верхнюю горизонтальную трубочку нашего сосуда. Есть спиртовка и кристаллик марганца.

6. Разъяснение плана проведения опыта. Сейчас я с помощью специальной очень маленькой ложечки на длинной ручке опущу кристаллик марганца на дно одного колена нашего сосуда, зажгу спиртовку, и буду снизу нагревать воду в этом колене.

7. Выделение объекта наблюдения  в эксперименте. Внимательно следите за происходящим внутри данного сосуда.

8. Демонстрация опыта с пояснениями учителя. В сосуде уже есть необходимое количество воды. Я осторожно с помощью особой ложечки опускаю на донышко правого колена кристаллик марганца, зажигаю спиртовку и начинаю нагревать это колено.

9.  Проверка видимости учащимися эффекта опыта с помощью контрольных вопросов.

Происходят ли какие-нибудь изменения внутри сосуда?

10. Фиксирование видимого результата опыта. От кристалликов над местом нагрева вверх поднимаются окрашенные струйки.

11. Вопросы к ученикам, подводящие их к анализу явлений опыта. 

— В какой цвет окрасились вода возле кристалликов марганца?

— Как меняются форма и объем окрашенной части воды?

• Куда движутся окрашенные струйки?

— Есть ли движение окрашенных струек воды в нижней горизонтальной части сосуда влево?

12. Анализ наблюдаемых в опыте явлений.  Мы видим, что внизу вокруг кристаллика марганцовки образуется розовое облачко. Это значит, что марганцовка растворяется и окрашивает воду в прилегающей области.

При поднесении пламени под правое колено с марганцовкой стекло в этой части трубки и прилегающие слои окрашенной воды нагреваются. Таким образом, мы добились того, что теплая вода оказалась отмеченной розовой краской.

Смотрите внимательно за водой. Что еще происходит?

— Мы видим, что струи окрашенной воды поднимаются вверх.

— Что происходит с нижним слоем воды?

— Нижний слой воды нагревается, поднимается вверх и несет с собой тепло. Об этом нам говорят окрашенные струйки воды. Поднявшись наверх, он вытесняет холодную воду и остается наверху. Таким образом, вся вода нагревается равномерно.

— Итак, мы можем сказать, что энергия переносится с одного места на другое с потоками вещества – воды. С этой теплой водой переносится тепловая энергия. Такой вид теплопередачи называется конвекцией (от латинского слова конвекцио – перенесение).

13. Обобщенный вывод. Мы видели, что при конвекции тепловая энергия переносится вместе с веществом.

14. Объяснение наблюдаемых в опыте физических явлений на основе какой-либо теории. 

От горящей спиртовки нагревается стекло и соприкасающиеся с ним слои воды. При нагревании вода расширяется. Плотность расширившейся воды меньше, чем плотность холодной, и поэтому слой теплой воды всплывает в окружающей холодной воде. Таким образом, тепловая энергия переносится вместе с веществом.

Инженер-строитель. Ребята, а почему архитекторы при проектировании зданий  помещают форточку для проветривания комнаты в верхней части окна, а батарею под окном.

Ученик. Теплый воздух от батареи поднимается вверх и греет комнату. А воздух из форточки опускается вниз и перемешивается с теплым воздухом от батареи.

Инженер-строитель. Зачем батареи отопления делают ребристыми?

Ученик. Для увеличения площади соприкосновения поверхности теплой батареи и окружающего воздуха, который около батареи нагреваясь, поднимается вверх и уносит с собой тепло.

Инженер-строитель. Да, слой теплого воздуха от батареи доходит до потолка, остывает, тяжелеет и опускается вниз. Происходит круговорот. Так тепло переносится струями воздуха.

Учитель. Какое определение конвекции мы можем сформулировать?

Ученики. Конвекция — это перенос тепла с помощью вещества.

Учитель.  Откройте стр.12 учебника. Рассмотрим рисунок. Что вы видите?

Ученик. Тут показано, как воздух нагревается от поверхности батареи и, расширяясь, доходит до потолка. Некоторое время он находится возле потолка, а потом остывает, тяжелеет и опускается вниз. Холодный воздух выталкивает вверх теплые слои воздуха. Тем самым он опускается и идет на место теплого воздуха. Так происходит круговорот, и комната нагревается.

Физик. А теперь немного изменим наш опыт. Попробуем сверху прогреть воду, налитую в пробирку. Иванов! Подойди, пожалуйста, к столу и проделай этот опыт.  (Ученик выходит, некоторое время греет верхнюю часть пробирки с водой. Для большего эффекта опыта в пробирку с холодной водой нужно опустить с помощью груза на дно кусок льда).

Ученик. Мы видим, что верхний слой воды закипает, а нижние остаются холодными, даже лед не весь растаял.

Физик. Что мы можем сказать о направлении конвекции?

Ученик. В этом случае (вниз) конвекция не происходит. Значит, тепло при конвекции может переноситься только вверх.

Из этого опыта следует, что жидкости и газы следует нагревать снизу, так как их теплопроводность мала.

Физик. Как вы думаете, в твердых телах конвекция происходит?

Ученик. Нет, наверное.

Физик. Да, вы правы. В твердых телах конвекция происходить не может. Вспомним, что каждая частица кристаллического тела лишь колеблется около одной точки, удерживаемая сильным взаимным притяжением с другими частицами. Поэтому при нагревании твердого тела в нем не могут образоваться потоки вещества. В твердых телах энергия передается теплопроводностью.

Итак, чем же отличается конвекция от теплопроводности?

Ученик. При теплопроводности энергия переносится от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц; а при конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.

Учитель. А теперь вспомним о нашем чайнике.

Вода в чайнике быстро закипает благодаря земному притяжению. Нижние слои воды, нагреваясь, расширяются, становятся легче и поднимаются к верху, а на их место поступает холодная вода. Быстрый нагрев жидкости или газов во всем объеме происходит благодаря конвекции, которая происходит вследствие земного притяжения.

 При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости. Воздух, который соприкасается с плитой или лампой, нагревается от ее поверхности и расширяется. Плотность расширившегося воздуха меньше, чем плотность холодного, и поэтому слой теплого воздуха всплывает в холодном воздухе. Ведь архимедова сила, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, действующая на теплый воздух, направленная вниз. Затем нагревается и начинает двигаться вверх следующий слой холодного воздуха и т.д.

Конвекция широко наблюдается и  применяется в быту и в промышленности.

Инженер-строитель. Что бы дом был теплый, недостаточно сделать добротные стены, потолки и полы, нужно продумать и его отопление.

Выбор системы отопления определяется, прежде всего, наличием того или иного вида топлива. Если в распоряжении имеются только дрова или торф, то в этом случае наиболее целесообразно устроить печное отопление. При наличии каменного угля или брикетов лучше сделать водяное отопление. Действие того и другого вида отопления основано на конвекции. В качестве нагревательных приборов применяются чугунные нагреватели, которые размещаются под окнами или у внутренних стен. Благодаря конвекции воздух вблизи потолка теплее, чем вблизи пола.

Учитель. Воздух – плохой проводник; при его помощи мы можем сохранять тепло, но с одним условием: если мы избежим конвекции, которая сводит на нет все теплоизоляционные свойства воздуха. Устранение конвекции достигается применением разного рода пористых и волокнистых материалов. Внутри таких тел воздуху трудно двигаться. Все подобные тела хороши, как теплоизоляторы только благодаря способности удерживать слой воздуха.

Теплопроводность же самих веществ волокна или стенок пор может быть и не очень малой.

Рассмотрим теперь другой пример. Сидя около костра, мы согреваемся, чувствуем, как передается тепло от костра нашему телу. Между пламенем костра и нашим телом находится воздух, а он, как известно, имеет малую теплопроводность. Значит, энергия передается нашему телу не за счет теплопроводности. Но и конвекцией объяснить передачу тепла в этом случае тоже нельзя, так как конвекционные потоки всегда направлены вверх. Следовательно, существует еще один вид теплопередачи. А познакомит нас с ним физик!

Физик. Возьмем теплоприемник – прибор, представляющий собой плоскую круглую коробку, одна сторона которой отполирована, как зеркало, а другая покрыта черной матовой краской. Внутри коробки находится воздух, который может выходить через отверстие в теплоприемнике. Соединим теплоприемник с жидкостным манометром и поднесем к теплоприемнику сбоку  электрическую плитку или кусок металла, нагретый до высокой температуры. Мы заметим, что столбик жидкости в манометре переместится. Почему?

Воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился. Нагревание воздуха в теплоприемнике можно объяснить лишь передачей ему энергии от нагретого тела. Как передавалась энергия в этом случае? Ясно, что не теплопроводностью, так как между нагретым телом и теплоприемником находится воздух, обладающий малой теплопроводностью. Не было здесь и конвекции – ведь теплоприемник расположен не над нагретым телом, а рядом с ним. Следовательно, энергия передавалась иным видом теплопередачи. Этот вид теплопередачи называют излучением.

Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи тем, что она может существовать в полном вакууме. Излучением передается на Землю и солнечная энергия.

Учитель. Огромное количество теплоты получает поверхность Земли от Солнца. Подсчитано, что количеством теплоты от лучей Солнца, посылаемых на землю в течение года, можно было бы расплавить слой льда вокруг земли толщиной 96 м. Потребовалось бы лишь одно условие: чтобы все Солнечное излучение поглощалось Землей. Однако Земля поглощает лишь его небольшую часть; большая же часть излучения Солнца отражается.

Солнечная энергия используется в сельском хозяйстве. Но об этом вам расскажет инженер-строитель.

Инженер-строитель. Я вам расскажу о солнечном водонагревателе. В некоторых колхозах используют солнечную энергию для нагревания воды на животноводческих фермах. Для подогрева воды устанавливают трубчатые водонагреватели, которые состоят из бака-аккумулятора, заполненного водой, и водонагревателя, соединенного с баком трубками. Солнечные лучи падают на водонагреватель, где вода, нагревшись, поднимается по трубе в бак, а на ее место приходит холодная вода. В любом дачном поселке можно встретить нехитрую гелиоустановку: сорокаведерный металлический бак на деревянном помосте или просто на крыше сарая. Солнечным летним днем вода в баке, окрашенном темной краской, нагревается до 400-500 С.

Агроном. Солнечная энергия так же используется в теплицах.  Основную часть тепла теплица получает за счет солнечных лучей. Дополнительное тепло создается искусственным источником. Стеклянная крыша теплицы и стеллажи в ней наклонены на юг, стеллажи с посевными ящиками находятся в верхней части помещения, где скапливается более нагретый воздух. Обычное стекло пропускает в теплицу или парник 85% солнечной энергии, а потери инфракрасного излучения в обратном направлении очень невелики. В поисках путей повышения полезного действия стекла, ученые пришли к применению пленки из двуокиси олова. Она наносится пульверизатором на предварительно разогретое до 4000-5000С стекло. Внешний вид его практически не меняется, но энергия солнечных лучей, попавшая за прозрачную перегородку, уже не может вырваться назад. Она «запирается», как в капкане. Пленка из двуокиси олова только на 6% ухудшает прохождение прямых солнечных лучей через стекло, но зато на 65% улучшает тепловое отражение внутрь теплицы.

Новое стекло позволяет создать дешевые солнечные нагреватели и термоэлектрогенераторы без движущихся частей. Оно найдет применение в душевых и банях, солнечных опреснителях и электростанциях.

Учитель. Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется человеком. Например, воздушные шары и крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались Солнцем.

Итак, мы рассмотрели три способа передачи теплоты: теплопроводность, конвекция, излучение.

Учитель. Рыбаки, работающие на парусных суднах, предпочитают уходить в море ночью, а возвращаться с улова – днем. Как вы думаете, с чем это связано?

Ученик. Это связано с ветром, который называется «бриз». Он возникает на берегу моря.

Учитель. Эти бризы объясняются конвекцией. А как образуются дневной и ночной бризы?

Ученик. Днем суша нагревается быстрее и сильнее, чем вода. Поэтому и воздух над сушей нагревается больше, чем над водой, его плотность уменьшается, и давление более теплого воздуха становится меньше давления более холодного воздуха над морем. В результате, как в сообщающихся сосудах, холодный воздух по низу с моря перемещается к берегу, дует ветер. Это и есть дневной бриз.

Ночью вода охлаждается медленнее, чем суша, и воздух над сушей становится более холодным, чем над водой. Образуется ночной бриз – движение холодного воздуха от суши к морю.

Учитель. Откройте все дневники и запишите домашнее задание: §5, упр .2 (1. 3), стр. 13.

А теперь давайте попробуем ответить на следующие вопросы:

1. Почему в начале топки печей, когда печь еще не нагрелась, температура воздуха в помещении понижается?

2. Почему сады не рекомендуется разводить в низинах?

3. Почему глубокий, рыхлый снег предохраняет озимые посевы от вымерзания?

4. Почему при рыхлении почвы – вспашке и бороновании – теплопроводность почвы уменьшается?

5. Зачем весной в холодные и ясные ночи в садах разводят костры, дающие много дыма?

6. Юннат, желая ускорить таяние снега на участке, посыпал его землей. Ускорит ли это таяние снега?

7. Почему подвал – самое холодное место в доме?

8.  Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

Подведение итогов урока, комментирование работы учащихся, выставление оценок.

 ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Цель образовательная: учащиеся должны усвоить, что

- перенос тепла с помощью вещества называется конвекцией;

- под теплопроводностью понимается перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц;

- у различных веществ теплопроводность разная;

- существует особый вид теплопередачи — лучеиспускание.

 Цель по развитию: учащиеся должны научиться

- распознавать явление конвекции, теплопроводности и лучеиспускания в конкретных ситуациях,

- на основе знаний о способах передачи теплоты объяснять действие различных установок, применяемых в сельском хозяйстве, строительстве и т.д.

Цель воспитательная: учащиеся должны убедиться в том, что научные знания необходимы для правильного понимания и объяснения происходящих процессов в окружающем нас материальном мире.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Метод проведения: Эвристическая беседа с элементами исследования.

Оборудование: спиртовка, медная проволока, колба с водой, разные стержни, пластилин, спички, стеклянная трубка для демонстрации конвекции в жидкости, марганцовка, теплоприемник, жидкостный манометр, электрическая плитка, плакаты и таблицы.

Сценарий

(Рассчитан на сдвоенный урок)

Учитель. Здравствуйте, ребята. Очень приятно видеть вас в этой теплой комнате. Мы все любим тепло, особенно когда за окном снег или дождь. А летом, когда светит солнышко, вы любите загорать. Откуда же берется тепло дома, как получается так, что и зимой можно есть свежие огурцы, любоваться красивыми цветами, ведь все они очень любят тепло.

Мы знаем, что тепло очень важно для живого мира. Поэтому давайте посвятим сегодня нашу встречу теплоте, попробуем узнать, как она передается.

У нас в гостях сегодня физик-исследователь, агроном, инженер-строитель.

Каждый предмет может служить «мостиком», по которому перейдет тепло от более нагретого тела к менее нагретому. Таким мостиком является, например, чайная ложка, опущенная в стакан с горячим чаем. Здесь энергия передается от горячей воды к холодной ложке. Но энергия в этом случае передавалась и по самой ложке – от менее нагретого конца к холодному. Мы это чувствуем своей рукой.

Такое явление в физике называют теплопроводностью.

Теплопроводность можно наблюдать на следующем опыте. Закрепляют один конец толстой медной проволоки в штативе, а к проволоке прикрепляют воском или пластилином несколько гвоздиков или спичек. У меня это уже сделано. Теперь я начинаю нагревать свободный конец проволоки в пламени спиртовки. А вы обратите внимание на положение спичек. Какие изменения у нас происходят?

Ученики. Мы видим, что гвоздики постепенно отпадают от проволоки. Причем, сначала отпадают те, которые расположены ближе к пламени, а затем по очереди все остальные.

Учитель. Как происходит передача энергии по проволоке? Об этом мы попросим сообщить нам одного из наших гостей – физика.

Физик. Из чего состоят все тела?

Ученики. Тела состоят из частиц – молекул.

Физик. В каком состоянии находятся эти частицы в нашей проволочке?

Ученики. Они колеблются с некоторой частотой.

Физик. От чего зависит быстрота колебательного движения молекул?

Ученики. Зависит от их температуры.

Физик. А теперь применим ваши знания к нашему опыту. Когда мы подносим пламя к концу проволоки, то последняя начинает нагреваться. При этом сначала увеличивается скорость колебательного движения частиц металла в том конце проволоки, который ближе к пламени. Температура этого конца повышается. В результате взаимодействия увеличивается скорость движения соседних частиц, то есть повышается температура следующей части проволоки. Затем увеличивается скорость колебаний следующих частиц и т.д. При этом очень важно заметить, что при теплопроводности само вещество не перемещается от одного конца тела к другому.

Теперь мы можем вместе сформулировать понятие теплопроводности. Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц называется теплопроводностью.

Учитель. Продолжим наши исследования. Для этого проделаем следующий опыт.

1. Цель. Исследование теплоемкости разных тел.

2. Название. Теплоемкость разных тел.

3.  Принципиальная схема. 

Для опыта нам понадобятся две палочки из разных материалов, опущенные в очень горячую воду. На них пластилином закреплены по три спички.

4. Рисование схемы на доске и в тетрадях учащихся. Зарисуйте предложенную схему в тетради.

5. Объяснение экспериментальной установки, собранной на демонстрационном столе, и назначения ее основных элементов. На столе стоит химический стеклянный стакан с очень горячей водой. Имеется два стержня: стеклянный и стальной. Я заранее прикрепила к ним пластилином по три спички.

6. Разъяснение плана проведения опыта. Сейчас я опущу эти стержни со спичками в стакан с горячей водой (надо так поставить стержни, чтобы расстояние от поверхности воды до первых спичек было одинаковым на обоих стержнях). Для лучшего эффекта я поставлю стакан с водой на электрическую плитку и включу ее в сеть.

7. Объект. Выделение объекта наблюдения  в эксперименте. Вы внимательно следите за спичками.

8. Демонстрация опыта с пояснениями учителя. Я ставлю стакан с водой на электроплитку, опускаю стержни, включаю плитку в сеть, и наблюдаем.

9.  Проверка видимости учащимися эффекта опыта с помощью контрольных вопросов.

1. Заметны ли какие-либо изменения в опыте?

2. Одновременно ли начали отпадать спички?

3. На каком стержне они начали отпадать раньше?

4. Какой наблюдаемый результат в опыте мы запишем?

10. Фиксирование видимого результата опыта.  Спички начинают отпадать раньше на стальном стержне.

11. Вопросы к ученикам, подводящие их к анализу явлений опыта.

— Почему вообще спички отпадали?

— Все ли спички на одном стержне отпадали одновременно?

— В какой последовательности отваливались спички на стержнях?

— Из каких материалов были у нас стержни?

— В чем может быть причина того, что спички на разных стержнях отпадали не одновременно?

12. Анализ наблюдаемых в опыте явлений. Спички на холодных стержнях удерживались пластилином. Когда стержни опустили в горячую воду, то через некоторое время мы увидели, что отвалилась спичка на металлическом стержне. Это значит, что тепло по стержню дошло до этого места, пластилин нагрелся, размягчился и уже больше не смог удерживать спичку.

Кроме того, мы видели, что первыми отвалились две спички с металлического стержня, а потом — со стеклянного. Что это значит?

— Это означает, что тепло быстрее распространяется в металле, чем в стекле.

13. Обобщенный вывод. Теплопроводность различных тел разная.

14. Объяснение наблюдаемых в опыте физических явлений на основе какой-либо теории. 

Предыдущим опытом мы на основе представлений молекулярно-кинетической теории строения вещества установили, что передача тепла внутри вещества происходит за счет взаимодействия его молекул. Чем реже и слабее происходит взаимодействие между молекулами вещества, тем медленнее идет передача энергии теплопроводностью.

Физик. Итак, наши исследования показали, что различные вещества имеют разную теплопроводность. Металлические предметы очень хорошо проводят тепло. Мы говорим «проводят тепло», но с таким же успехом можно было бы сказать «проводят холод». Свойства тела не изменяются от того, в какую сторону идет по нему поток тепла.

К плохим проводникам тепла – их также называют теплоизоляторами – относятся дерево, кирпич, стекло, пластмассы. Объясните, почему именно из этих материалов делают стены домов, печей и стенки холодильников?

— Потому что зимой эти материалы почти не будут передавать тепло на улицу из квартиры, а летом не будут «пускать» жару в дом.

— Верно. К хорошим проводникам тепла относятся все металлы. Наилучшими проводниками тепла являются медь и серебро – они проводят тепло в два раза лучше, чем железо. Жидкости то же проводят тепло, но много хуже, чем металлы. Очень малую теплопроводность имеет сильно разряженный газ. Объясняется это тем, что теплопроводность, то есть, перенос энергии от одной части тела к другой, осуществляют молекулы или другие частицы. Там, где частиц очень мало, теплопроводность так же очень мала.

А теперь объясните, почему в морозные дни мы остерегаемся на улице притрагиваться голой рукой к металлу, но без опаски беремся за деревянную ручку? (Выслушиваются объяснения).

Учитель. Вещества с малой теплопроводностью применяют там, где нужно предохранить тело от охлаждения или нагревания. А иногда чрезмерное тепло даже приносит вред.  Чтобы узнать подробнее, попросим рассказать об этом наших гостей – агронома и строителя.

Агроном. Вы, может быть, слышали, что иногда озимые под снегом выпревают? Почему посевы вымерзают – это понятно. Но бывает, что озимые зимой выпревают. Почему? Для благополучной перезимовки озимых посевов достаточным является слой рыхлого снежного покрова высотой 35-40 см. Увеличение же снежного покрова выше 50 см в некоторых случаях может оказаться вредным для растений.

Это бывает в тех случаях, когда рано выпадает снеговой покров и почва остается слабо промерзшей или совсем талой: температура ее высокая. Мощный же снеговой покров плохо передает тепло. В результате создается высокая температура, которая может быть гибельной для растений.

Инженер-строитель. Почему кирпичные стены дома толще деревянных? Почему, например, стены деревянного дома имеют толщину 18 см, а дома из сплошной кирпичной кладки – 55 см, причем кирпичный дом не теплее деревянного? (Выслушиваются версии учащихся, обсуждаются,  и строится правильный ответ).

Для постройки жилых зданий и животноводческих помещений в зависимости от местных условий используются различные строительные материалы (кирпич, камень, дерево, саман, соломит, камышит, шлакоблоки и др.). Все строительные материалы должны быть плохими проводниками тепла. Они должны иметь поры и пространства, заполненные воздухом.

Но как узнать, какой из материалов имеет меньшую теплопроводность, а какой - большую? Сравнивают теплопроводность веществ по их коэффициенту теплопроводности. Теплопроводность кирпича больше, чем теплопроводность дерева. Значения коэффициентов теплопроводности представлены в специальных таблицах.

Вы, наверное, обращали внимание на то, как строят стены сельскохозяйственных построек из кирпича. Нерационально стену, толщиной в 1 метр всю заполнять кирпичом. Можно сделать лучше: оставить в стене колодцы и заполнить их шлаком или другим материалом, являющимся плохим проводником тепла. Теплопроводность такой стены гораздо меньше, следовательно, в помещении будет теплее.

Кто ответит, почему при строительстве пользуются кирпичами, в которых есть отверстия?

Ученик. Кирпичи с отверстиями хорошо предохраняют воздух в комнате от охлаждения.

Инженер-строитель. Почему в северных городах при строительстве домов ставят окна с тройными рамами и стены делают толще?

Ученик. Между рамами находится воздух, а так как воздух плохой проводник, то такие рамы лучше защищают от холода.

Инженер-строитель. Какой мешалкой вы бы воспользовались при варке варенья: деревянной или стальной?

Ученик. Деревянной, потому что теплопроводность у дерева плохая.

Учитель. В настоящее время промышленность выпускает всевозможные изделия из различных металлов, в том числе и посуду из чугуна, алюминия. Как вы думаете, в какой посуде пища подгорает быстрее при одинаковых условиях?

Ученик. Наверное, в посуде из алюминия пища подгорает быстрее, так как теплопроводность алюминия больше.

Физик. Славящиеся своим качеством оренбургские платки вяжутся из пряжи, изготовленной из тончайших волокон козьего пуха. Почему такой платок особенно хорошо защищает от холода?

Ученик. Пух между своими волокнами содержит воздух, который обладает плохой теплопроводностью.

Учитель. Итак, мы выяснили, что существуют вещества с различной теплопроводностью. Но если вода такой плохой проводник тепла, то, как же она нагревается в чайнике? Воздух еще хуже проводит тепло. И тогда непонятно, почему во всех частях комнаты зимой устанавливается одинаковая температура?

Вы все знаете, что чайники, кастрюли, миски греют снизу. А вы не задумывались, с чем это связано?

Ученики. (Затрудняются ответить) не знаем.

Учитель. Чтобы узнать, с чем это связано, нам необходимо будет провести еще несколько опытов.

Физик. Продолжим наши исследования дальше и попробуем выяснить, как нагревается вода в чайнике, и почему его надо ставить на печку, а не под нее.

1. Цель. Исследовать процесс передачи тепла в жидкости при ее нагревании снизу.

2. Название. Конвекция.

3. Принципиальная схема. Нам потребуется стеклянный сосуд особой замкнутой формы для циркуляции в нем  жидкости и спиртовка. Лучшую видимость опыта нам поможет обеспечить кристаллик марганцовки.

4. Рисование схемы на доске и в тетрадях учащихся.

5. Объяснение экспериментальной установки, собранной на демонстрационном столе, и назначения ее основных элементов. Перед Вами в лапке штатива укреплен стеклянный сосуд особой формы. Вода в ней должна полностью заливать верхнюю горизонтальную трубочку нашего сосуда. Есть спиртовка и кристаллик марганца.

6. Разъяснение плана проведения опыта. Сейчас я с помощью специальной очень маленькой ложечки на длинной ручке опущу кристаллик марганца на дно одного колена нашего сосуда, зажгу спиртовку, и буду снизу нагревать воду в этом колене.

7. Выделение объекта наблюдения  в эксперименте. Внимательно следите за происходящим внутри данного сосуда.

8. Демонстрация опыта с пояснениями учителя. В сосуде уже есть необходимое количество воды. Я осторожно с помощью особой ложечки опускаю на донышко правого колена кристаллик марганца, зажигаю спиртовку и начинаю нагревать это колено.

9.  Проверка видимости учащимися эффекта опыта с помощью контрольных вопросов.

Происходят ли какие-нибудь изменения внутри сосуда?

10. Фиксирование видимого результата опыта. От кристалликов над местом нагрева вверх поднимаются окрашенные струйки.

11. Вопросы к ученикам, подводящие их к анализу явлений опыта. 

— В какой цвет окрасились вода возле кристалликов марганца?

— Как меняются форма и объем окрашенной части воды?

• Куда движутся окрашенные струйки?

— Есть ли движение окрашенных струек воды в нижней горизонтальной части сосуда влево?

12. Анализ наблюдаемых в опыте явлений.  Мы видим, что внизу вокруг кристаллика марганцовки образуется розовое облачко. Это значит, что марганцовка растворяется и окрашивает воду в прилегающей области.

При поднесении пламени под правое колено с марганцовкой стекло в этой части трубки и прилегающие слои окрашенной воды нагреваются. Таким образом, мы добились того, что теплая вода оказалась отмеченной розовой краской.

Смотрите внимательно за водой. Что еще происходит?

— Мы видим, что струи окрашенной воды поднимаются вверх.

— Что происходит с нижним слоем воды?

— Нижний слой воды нагревается, поднимается вверх и несет с собой тепло. Об этом нам говорят окрашенные струйки воды. Поднявшись наверх, он вытесняет холодную воду и остается наверху. Таким образом, вся вода нагревается равномерно.

— Итак, мы можем сказать, что энергия переносится с одного места на другое с потоками вещества – воды. С этой теплой водой переносится тепловая энергия. Такой вид теплопередачи называется конвекцией (от латинского слова конвекцио – перенесение).

13. Обобщенный вывод. Мы видели, что при конвекции тепловая энергия переносится вместе с веществом.

14. Объяснение наблюдаемых в опыте физических явлений на основе какой-либо теории. 

От горящей спиртовки нагревается стекло и соприкасающиеся с ним слои воды. При нагревании вода расширяется. Плотность расширившейся воды меньше, чем плотность холодной, и поэтому слой теплой воды всплывает в окружающей холодной воде. Таким образом, тепловая энергия переносится вместе с веществом.

Инженер-строитель. Ребята, а почему архитекторы при проектировании зданий  помещают форточку для проветривания комнаты в верхней части окна, а батарею под окном.

Ученик. Теплый воздух от батареи поднимается вверх и греет комнату. А воздух из форточки опускается вниз и перемешивается с теплым воздухом от батареи.

Инженер-строитель. Зачем батареи отопления делают ребристыми?

Ученик. Для увеличения площади соприкосновения поверхности теплой батареи и окружающего воздуха, который около батареи нагреваясь, поднимается вверх и уносит с собой тепло.

Инженер-строитель. Да, слой теплого воздуха от батареи доходит до потолка, остывает, тяжелеет и опускается вниз. Происходит круговорот. Так тепло переносится струями воздуха.

Учитель. Какое определение конвекции мы можем сформулировать?

Ученики. Конвекция — это перенос тепла с помощью вещества.

Учитель.  Откройте стр.12 учебника. Рассмотрим рисунок. Что вы видите?

Ученик. Тут показано, как воздух нагревается от поверхности батареи и, расширяясь, доходит до потолка. Некоторое время он находится возле потолка, а потом остывает, тяжелеет и опускается вниз. Холодный воздух выталкивает вверх теплые слои воздуха. Тем самым он опускается и идет на место теплого воздуха. Так происходит круговорот, и комната нагревается.

Физик. А теперь немного изменим наш опыт. Попробуем сверху прогреть воду, налитую в пробирку. Иванов! Подойди, пожалуйста, к столу и проделай этот опыт.  (Ученик выходит, некоторое время греет верхнюю часть пробирки с водой. Для большего эффекта опыта в пробирку с холодной водой нужно опустить с помощью груза на дно кусок льда).

Ученик. Мы видим, что верхний слой воды закипает, а нижние остаются холодными, даже лед не весь растаял.

Физик. Что мы можем сказать о направлении конвекции?

Ученик. В этом случае (вниз) конвекция не происходит. Значит, тепло при конвекции может переноситься только вверх.

Из этого опыта следует, что жидкости и газы следует нагревать снизу, так как их теплопроводность мала.

Физик. Как вы думаете, в твердых телах конвекция происходит?

Ученик. Нет, наверное.

Физик. Да, вы правы. В твердых телах конвекция происходить не может. Вспомним, что каждая частица кристаллического тела лишь колеблется около одной точки, удерживаемая сильным взаимным притяжением с другими частицами. Поэтому при нагревании твердого тела в нем не могут образоваться потоки вещества. В твердых телах энергия передается теплопроводностью.

Итак, чем же отличается конвекция от теплопроводности?

Ученик. При теплопроводности энергия переносится от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц; а при конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.

Учитель. А теперь вспомним о нашем чайнике.

Вода в чайнике быстро закипает благодаря земному притяжению. Нижние слои воды, нагреваясь, расширяются, становятся легче и поднимаются к верху, а на их место поступает холодная вода. Быстрый нагрев жидкости или газов во всем объеме происходит благодаря конвекции, которая происходит вследствие земного притяжения.

 При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости. Воздух, который соприкасается с плитой или лампой, нагревается от ее поверхности и расширяется. Плотность расширившегося воздуха меньше, чем плотность холодного, и поэтому слой теплого воздуха всплывает в холодном воздухе. Ведь архимедова сила, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, действующая на теплый воздух, направленная вниз. Затем нагревается и начинает двигаться вверх следующий слой холодного воздуха и т.д.

Конвекция широко наблюдается и  применяется в быту и в промышленности.

Инженер-строитель. Что бы дом был теплый, недостаточно сделать добротные стены, потолки и полы, нужно продумать и его отопление.

Выбор системы отопления определяется, прежде всего, наличием того или иного вида топлива. Если в распоряжении имеются только дрова или торф, то в этом случае наиболее целесообразно устроить печное отопление. При наличии каменного угля или брикетов лучше сделать водяное отопление. Действие того и другого вида отопления основано на конвекции. В качестве нагревательных приборов применяются чугунные нагреватели, которые размещаются под окнами или у внутренних стен. Благодаря конвекции воздух вблизи потолка теплее, чем вблизи пола.

Учитель. Воздух – плохой проводник; при его помощи мы можем сохранять тепло, но с одним условием: если мы избежим конвекции, которая сводит на нет все теплоизоляционные свойства воздуха. Устранение конвекции достигается применением разного рода пористых и волокнистых материалов. Внутри таких тел воздуху трудно двигаться. Все подобные тела хороши, как теплоизоляторы только благодаря способности удерживать слой воздуха.

Теплопроводность же самих веществ волокна или стенок пор может быть и не очень малой.

Рассмотрим теперь другой пример. Сидя около костра, мы согреваемся, чувствуем, как передается тепло от костра нашему телу. Между пламенем костра и нашим телом находится воздух, а он, как известно, имеет малую теплопроводность. Значит, энергия передается нашему телу не за счет теплопроводности. Но и конвекцией объяснить передачу тепла в этом случае тоже нельзя, так как конвекционные потоки всегда направлены вверх. Следовательно, существует еще один вид теплопередачи. А познакомит нас с ним физик!

Физик. Возьмем теплоприемник – прибор, представляющий собой плоскую круглую коробку, одна сторона которой отполирована, как зеркало, а другая покрыта черной матовой краской. Внутри коробки находится воздух, который может выходить через отверстие в теплоприемнике. Соединим теплоприемник с жидкостным манометром и поднесем к теплоприемнику сбоку  электрическую плитку или кусок металла, нагретый до высокой температуры. Мы заметим, что столбик жидкости в манометре переместится. Почему?

Воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился. Нагревание воздуха в теплоприемнике можно объяснить лишь передачей ему энергии от нагретого тела. Как передавалась энергия в этом случае? Ясно, что не теплопроводностью, так как между нагретым телом и теплоприемником находится воздух, обладающий малой теплопроводностью. Не было здесь и конвекции – ведь теплоприемник расположен не над нагретым телом, а рядом с ним. Следовательно, энергия передавалась иным видом теплопередачи. Этот вид теплопередачи называют излучением.

Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи тем, что она может существовать в полном вакууме. Излучением передается на Землю и солнечная энергия.

Учитель. Огромное количество теплоты получает поверхность Земли от Солнца. Подсчитано, что количеством теплоты от лучей Солнца, посылаемых на землю в течение года, можно было бы расплавить слой льда вокруг земли толщиной 96 м. Потребовалось бы лишь одно условие: чтобы все Солнечное излучение поглощалось Землей. Однако Земля поглощает лишь его небольшую часть; большая же часть излучения Солнца отражается.

Солнечная энергия используется в сельском хозяйстве. Но об этом вам расскажет инженер-строитель.

Инженер-строитель. Я вам расскажу о солнечном водонагревателе. В некоторых колхозах используют солнечную энергию для нагревания воды на животноводческих фермах. Для подогрева воды устанавливают трубчатые водонагреватели, которые состоят из бака-аккумулятора, заполненного водой, и водонагревателя, соединенного с баком трубками. Солнечные лучи падают на водонагреватель, где вода, нагревшись, поднимается по трубе в бак, а на ее место приходит холодная вода. В любом дачном поселке можно встретить нехитрую гелиоустановку: сорокаведерный металлический бак на деревянном помосте или просто на крыше сарая. Солнечным летним днем вода в баке, окрашенном темной краской, нагревается до 400-500 С.

Агроном. Солнечная энергия так же используется в теплицах.  Основную часть тепла теплица получает за счет солнечных лучей. Дополнительное тепло создается искусственным источником. Стеклянная крыша теплицы и стеллажи в ней наклонены на юг, стеллажи с посевными ящиками находятся в верхней части помещения, где скапливается более нагретый воздух. Обычное стекло пропускает в теплицу или парник 85% солнечной энергии, а потери инфракрасного излучения в обратном направлении очень невелики. В поисках путей повышения полезного действия стекла, ученые пришли к применению пленки из двуокиси олова. Она наносится пульверизатором на предварительно разогретое до 4000-5000С стекло. Внешний вид его практически не меняется, но энергия солнечных лучей, попавшая за прозрачную перегородку, уже не может вырваться назад. Она «запирается», как в капкане. Пленка из двуокиси олова только на 6% ухудшает прохождение прямых солнечных лучей через стекло, но зато на 65% улучшает тепловое отражение внутрь теплицы.

Новое стекло позволяет создать дешевые солнечные нагреватели и термоэлектрогенераторы без движущихся частей. Оно найдет применение в душевых и банях, солнечных опреснителях и электростанциях.

Учитель. Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется человеком. Например, воздушные шары и крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались Солнцем.

Итак, мы рассмотрели три способа передачи теплоты: теплопроводность, конвекция, излучение.

Учитель. Рыбаки, работающие на парусных суднах, предпочитают уходить в море ночью, а возвращаться с улова – днем. Как вы думаете, с чем это связано?

Ученик. Это связано с ветром, который называется «бриз». Он возникает на берегу моря.

Учитель. Эти бризы объясняются конвекцией. А как образуются дневной и ночной бризы?

Ученик. Днем суша нагревается быстрее и сильнее, чем вода. Поэтому и воздух над сушей нагревается больше, чем над водой, его плотность уменьшается, и давление более теплого воздуха становится меньше давления более холодного воздуха над морем. В результате, как в сообщающихся сосудах, холодный воздух по низу с моря перемещается к берегу, дует ветер. Это и есть дневной бриз.

Ночью вода охлаждается медленнее, чем суша, и воздух над сушей становится более холодным, чем над водой. Образуется ночной бриз – движение холодного воздуха от суши к морю.

Учитель. Откройте все дневники и запишите домашнее задание: §5, упр .2 (1. 3), стр. 13.

А теперь давайте попробуем ответить на следующие вопросы:

1. Почему в начале топки печей, когда печь еще не нагрелась, температура воздуха в помещении понижается?

2. Почему сады не рекомендуется разводить в низинах?

3. Почему глубокий, рыхлый снег предохраняет озимые посевы от вымерзания?

4. Почему при рыхлении почвы – вспашке и бороновании – теплопроводность почвы уменьшается?

5. Зачем весной в холодные и ясные ночи в садах разводят костры, дающие много дыма?

6. Юннат, желая ускорить таяние снега на участке, посыпал его землей. Ускорит ли это таяние снега?

7. Почему подвал – самое холодное место в доме?

8.  Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

Подведение итогов урока, комментирование работы учащихся, выставление оценок.