Цели:

Образовательная:

Повторить понятие внутренней и механических энергий, закона сохранения энергии, способов изменения энергии, понятия теплопередачи и ее видов (теплопроводности, конвекции, излучения), расчет количества теплоты при нагревании и охлаждении и вещества. Закрепить полученные знания на примерах решения качественных, количественных, экспериментальных задач. Провести мини исследовательскую работу по теме «Расход энергии ученика 8 «А» класса в различной деятельности»; рассмотреть с точки зрения закона сохранения энергии биологические процессы, протекающие в природе и организме человека.

Развивающая:

Развитие интеллектуальных возможностей, логического мышления.

Развитие устной речи учащихся, познавательных способностей при решении качественных и количественных задач, расширение знаний учащихся по разделу физики “Тепловые явления” и биологии «Обмен веществ и энергии в биологических процессах».

Воспитательная:

Формирование диалектико-материалистического мировоззрения, собственного взгляда на понятие закона сохранения энергии в окружающем мире. Привитие аккуратности записей на доске и в тетрадках. Привитие чувства организованности, чувства коллективизма, ответственности за порученное дело.

 

Подготовительная работа.

Создание презентации Microsoft Power Point, подготовка раздаточного материала.

Тип урока: комбинированный урок с мультимедийным сопровождением

План урока.

Презентация сопровождает весь урок.

1. Организационный момент.

Приветствие класса, проверка готовности к уроку.

Здравствуйте ребята. Мы рады вас приветствовать на нашем первом совместном с Натальей Валерьевной уроке по теме «Закон сохранения энергии в физике и биологии». Эпиграфом к уроку хочется взять слова Я.П.Полонского:

Царство науки не знает предела –
Всюду следы её вечных побед,
Разума слово и дело,
Сила и свет.

Цель урока сегодня повторить закон сохранения энергии в физике, рассмотреть его в биологии и установить существует ли связь между этими двумя науками.

 

2. Актуализация знаний учащихся.

Начать повторение материала по физике хочется со случая, который произошел с физиком Вальтером Нернстом. Он увлекался разведением карпов. Однажды кто-то глубокомысленно заметил: “Странный выбор. Кур разводить и то интереснее”. Нернст невозмутимо ответил: «Я развожу таких животных, которые находятся в тепловом равновесии с окружающей средой. Разводить теплокровных – это значит обогревать на свои деньги мировое пространство”.

Исходя из слов Нернста следует, что главным понятием на сегодняшнем уроке является - энергия и способность её сохранения. К этому вопросу мы подойдем не стандартно, рассмотрим его с двух сторон с точки зрения биологии и физики

(Повторяем понятие энергии как механической так и внутренней).

На прошлом уроке мы с вами изучили закон сохранения полной энергии тела. Кто мне скажет как он формулируется?

А какие виды энергии вы знаете, и дайте определение им?

Существует два вида механической энергии кинетическая и потенциальная.

Потенциальная энергия – это энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела обладают предметы в состоянии покоя.

Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.

Энергии могут переходить из одного вида в другой. Рассматриваем пример с шариком и с точки зрения механической и с точки зрения внутренней энергии.

Ответьте мне на вопрос, что такое внутренняя энергия?

Суммарную энергию движения и взаимодействия всех частиц, из кото­рых состоит тело, называют внутренней энергией.

А от чего и как она зависит, я хочу у вас узнать, используя тест. Тест на доске. Ровно 3 мин на его выполнение.

После истечения времени ребята обмениваются тетрадями и выставляют друг другу оценки с учетом критериев

Давайте еще раз вспомним, как формулируется закон сохранения полной энергии

ВЫВОД: При переходе энергии от одного тела к другому или при превращении одного вида энергии в другой энергия сохраняется.

ВО ВСЕХ ЯВЛЕНИЯХ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРИРОДЕ, ЭНЕРГИЯ НЕ ВОЗНИКАЕТ И НЕ ИСЧЕЗАЕТ. ОНА ТОЛЬКО ПРЕВРАЩАЕТСЯ ИЗ ОДНОГО ВИДА В ДРУГОЙ, ПРИ ЭТОМ ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ СОХРАНЯЕТСЯ.

Сточки зрения физики мы выяснили, что закон сохранения энергии имеет место быть. А как же в биологии этот закон выполняется или нет?

УЧИТЕЛЬ БИОЛОГИИ.

Ребята, приведите примеры обмена веществ в живой природе? А теперь давайте рассмотрим механизм обмена веществ. Он складывается из нескольких этапов:

- питательные вещества, белки, жиры, углеводы и соли поступают в клетку. В клетке идет процесс синтеза и распада. В результате синтеза образуются вещества для построения клеток, а в результате распада освобождается энергия для процессов жизнедеятельности организма;

- мочевина, соли, вода, углекислый газ выводятся за пределы клетки.

Ребята, прокомментируйте процесс фотосинтеза с точки зрения обмена веществ (слайды 13,14).

Таким образом, превращение энергии в природе происходит так: под действием солнечного света в листьях энергия из световой переходит в химическую. Химическая в свою очередь переходит в механическую (движение) и электрическую (чувствительность).Затем эти энергии в совокупности, переходят в тепловую, где избыток её рассеивается в пространстве.

Обмен веществ и энергии в природе не разделимы друг от друга и влекут за собой два процесса – ассимиляцию и диссимиляцию.

Обмен веществ – поступление в организм из внешней среды различных веществ, их усвоение, изменение и выделение во внешнюю среду образовавшихся продуктов распада.

Вывод: оказывается закон сохранения энергии работает как на неживой природе, так и на живых организмах, в том числе на человеке. Это подтверждает связь биологии и физики которая много лет назад сформировалась в отдельный раздел физики – биофизику.

Биофизика раздел физики и современной биологии, изучающий физические аспекты существования живой природы(записываем в тетрадь) на всех её уровнях, начиная от молекул и клеток и заканчивая биосферой в целом. Биофизика призвана выявлять связи между физическими механизмами, лежащими в основе организации живых объектов и биологическими особенностями их жизнедеятельности.

Задача №1.

А знаете ли вы, что

• практически весь период бодрствования поисками и поглощением еды заняты колибри, обитающие в Южной Америке (собственная масса 2 г). Длительный ночной перерыв колибри могут переносить только потому, что температура их тела на это время резко понижается.
• чтобы комар имел постоянную температуру тела, он должен съедать в 15 раз больше еды, чем его собственная масса.
• этрусские мыши, имея собственную массу 1,5 г, съедают за сутки пищи в 2 раза больше своей массы, а оставшись хотя бы на несколько часов без еды, погибают.
• И наконец, вопрос, который, несомненно вас заинтересует: возможно ли с точки зрения закона сохранения энергии существование Мальчика-с-пальчика?

Ответ: невозможности потому, что животные малых размеров сравнительно много едят, т.к. они больше энергии тратят на нагревание окружающей среды. Другими словами, Мальчик-с-пальчик должен съедать на 1 кг массы тела в 20 раз больше пищи, чем обычный человек!

 

3. Физкультминутка.

1. 1 – поднять плечи, 2 опустить плечи. Повторить 6-8 раз, затем пауза 2-3 сек, расслабить мышцы плечевого пояса. Темп медленный.

2) Не поворачивая головы, посмотреть направо и зафиксировать взгляд на счет 1-4, затем посмотреть вдаль прямо на счет 1-6. Аналогично выполняется упражнение с фиксацией взгляда влево, вниз и вверх. Повторить 3-4 раза.

 

4. Исследовательская работа.

Ребята, давайте проведем мини исследовательскую работу по расчету «Расхода энергии ученика 8 «А» класса в различной деятельности».

Цель работы: рассчитать расход энергии, в различных видах деятельности исходя из массы тела ученика.

Кстати мы выяснили, в медпункте, что средний вес ученика 8 «А» класса составляет 50 кг.

Итак, записали в тетради тему работы и цель. Ход работы заключается в том что вам нужно рассчитать свои затраты энергии в ккал и вписать их в таблицу.

Ребята, как вы думаете, почему расчет энергии мы ведем в ккал, а не Дж, как принято в Международной системе единиц? Правильно, так как на коробках пищевых продуктов написана энергетическая ценность именно в ккал.

Калория — это количество теплоты, которое необходимо для на­гревания 1 г воды на 1 °С.

1 кал = 4,19 Дж ≈ 4,2 Дж. 1 ккал = 4190 Дж ≈ 4200 Дж ≈ 4,2 кДж.

В выводе запишите, сколько ккал вы тратите всего.

Расход энергии человеком в различной деятельности на 1 кг массы.

№	Вид деятельности	Расход энергии в 1ч на 1 кг, ккал	Масса = ….50.кг
1	Подготовка к урокам.	1,3 – 1,6
2	Практические занятия (Лаб. раб).	1,4 – 1,6
3	Чтение про себя.	1,3
4	Физическая зарядка.	3,4 – 4,9
5	Плавание.	7,1
6	Сон.	0,9
7	Спокойное лежание.	1,1
8	Стойка “Вольно”.	1,7
9	Ходьба по ровной дороге со скоростью 5 км/ч.	3,3 – 3,5
Итого			1075

Таблица затратов энергии внутри самого организма

Общий вывод по результатам расчета делает учитель биологии исходя из того что ученик занимающийся умственным трудом должен затрачивать 1200 – 1400ккал в сутки.

 

5. Закрепление знаний, умений и навыков в решении задач количественного и качественного характера.

Задача №2.

За сутки человек выделяет столько тепла, что его хватает, чтобы довести до кипения 33 л ледяной воды. Рассчитать это количество теплоты.

Ребята, а теперь еще один интересный факт.

Учитель биологии под музыку рассказывает историю про золотого мальчика.

В 1496 году в Италии в роскошном замке миланского герцога Л.Моро состоялось праздничное шествие, которое возглавил «золотой мальчик», олицетворяющий собой золотой век. Тело мальчика было сплошь покрыто золотой краской. Забава знатных гостей была роковой для мальчика. Вскоре он был забыт и всю ночь провел на каменном полу. Через три дня мальчик умер. Почему это произошло как вы думаете?

Задача №3.

Определить какое количество тепла потерял “золотой мальчик” за ночь, если масса мальчика 50кг, средняя удельная теплоемкость крови и кожи 3900Дж/кг•⁰С, температура тела его охладилась от нормальной 36,6⁰С до температуры смерти 26⁰С.

Вывод ребята давайте сравним это значение с тем расчетам что у нас получилось и мы видим что у мальчика начал протекать необратимы процесс потери внутренней энергии в результате которого они умер.

6. Итог урока.

Слова Леонардо да Винчи.

Выставление оценок.

7. Задание на дом.

§ 11 повт., задачи на карточке решить.

С. 162 – 165 по учебнику биологии. Рассчитать калорийность пищи суточного рациона.

8. Рефлексия.

Человек содержит разные виды энергии, но целостным он может быть только тогда, когда внутри него выполняется закон сохранения энергии. Ребята, давайте соберем эту энергию в форме человека и сделаем из неё целостную структуру (пазлы).

 

Расход энергии человеком в различной деятельности на 1 кг массы.

№	Вид деятельности	Расход энергии в 1ч на 1 кг, ккал	Масса = …..кг
1	Подготовка к урокам.	1,3 – 1,6
2	Практические занятия (Лаб. раб).	1,4 – 1,6
3	Чтение про себя.	1,3
4	Физическая зарядка.	3,4 – 4,9
5	Плавание.	7,1
6	Сон.	0,9
7	Спокойное лежание.	1,1
8	Стойка “Вольно”.	1,7
9	Ходьба по ровной дороге со скоростью 5 км/ч.	3,3 – 3,5
Итого

 

Калорийность пищевых продуктов, ккал

Борщ(250 г)………………………133

Винегрет(140 г)…………………..64

Картофель(250 г)…………………207

Каша гречневая(150 г)……………169

Каша овсяная(160 г)……………….220

Каша рисовая(160 г )………………270

Кефир нежирный(200 г)…………..60

Масло сливочное(10)………………75

Мед(20)………………………………62

Молоко 3,2 %-ное (100 г)…………….60

Мясо отварное(100 г)…………………144

Огурцы(300г)………………………….45

Рыба (треска) отварная (100 г)………75

Салат ( 160 г)………………………….99

Салат из свеклы и капусты(160г)……147

Сахар(20г)……………………………..74

Сметана(50г)…………………………..103

Сок яблочный(200г)…………………..94

Сыр «Российский» (20г)………………73

• (100г) 580
• (100г.) 311

Приложения: