Методическая разработка «Конспект урока по физике в 8 классе по теме «Энергия топлива. Удельная теплота сгорания»»

Автор: Головченко Елена Анатольевна

Организация: МАОУ СОШ № 51

Населенный пункт: Краснодарский край, г. Краснодар

Познавательная задача: закрепить у учащихся умения и навыки в решении задач разных типов – расчетных, качественных, экспериментальных.

Развивающая задача: продолжить выработку умений и навыков в понимании количества теплоты получаемое и отдаваемое при теплопередаче; формировать навыки в решении и составлении задач.

Воспитывающая задача: формировать навыки коллективной работы в сочетании с индивидуальной; формировать интерес к изучению физики.

Цель урока: формирования знаний об энергии, выделяющейся при сгорании топлива; знакомство с основами горения вещества, обеспечение понимания учащимися физической сути удельной теплоты сгорания топлива; знакомство со способами расчета удельной теплоты сгорания.

Задачи урока:

образовательные: углубить знания учащихся о топливе, ввести понятие удельной теплоты сгорания топлива; выяснить сущность процесса горения с точки зрения молекулярной теории; сформировать обобщенное, целостное представление полученных знаний об окружающем мире.

воспитательные: воспитать интерес к предмету и окружающему миру; воспитать у учащихся уважение к природе, науке и друг к другу.

развивающие: развить умение логического мышления, полноты и аргументированности высказываний; усилить коммуникативные свойства речи; развить способности учащихся систематизировать ранее полученные знания.

Формируемые УУД:

предметные: научаться понимать физический смысл удельной теплоты сгорания топлива; объяснять процесс выделения энергии при сгорании топлива; объяснять процесс выделения энергии при сгорании топлива; выражать физические величины в единицах СИ, решать задачи; записывать условие и решение задачи в тетради по образцу;

метапредметные: строить учебное сотрудничество с учителем и сверстниками; формировать целеполагание как постановку учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено, и того, что еще неизвестно; выделять и формулировать познавательную цель, искать и выделять необходимую информацию; определять понятия, устанавливать аналогии; анализировать и перерабатывать информацию, представленную в виде таблиц;

личностные: формирование самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений; развитие интеллектуальных способностей учащихся.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний. Самостоятельная работа по вариантам.

Вариант 1

1. Какое количество теплоты передано при нагревании воды массой 100г от 20⁰ С до 90⁰ С?

(Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг.⁰ С)

2. Серебряную ложку массой 50 г опустили в горячую воду. На сколько градусов при этом нагреется ложка, если водой было передано количество теплоты, равное 100Дж?

Вариант 2

1. Какое количество теплоты передано при нагревании молока массой 500 г от 40⁰ С до 90⁰ С? (Удельная теплоемкость молока 3900 Дж/кг.⁰ С)
2. Золотую ложку массой 100 г опустили в горячую воду. На сколько градусов при этом нагреется ложка, если водой было передано количество теплоты, равное 26 0Дж?

(Удельная теплоемкость золота 130 Дж/кг.⁰ С)

Вариант 3

1. Какое количество теплоты передано при нагревании ртути массой 200 г от 20⁰ С до 50⁰ С? (Удельная теплоемкость ртути 138 Дж/кг.⁰ С)
2. Медный браслет массой 150 г опустили в горячую воду. На сколько градусов при этом нагреется браслет, если водой было передано количество теплоты, равное 300 Дж?

Ответы на самостоятельную работу:

№ задачи	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
1	29400 Дж	97500 Дж	828 Дж
2	8 0С	200С	50С

 

3. Вхождение в тему.

Учитель зажигает свечу на своем столе. Что общего между свечой и темой нашего урока? Сообщение темы урока и целей урока.

Учитель. Поэтому эпиграфом к нашему уроку мне хочется взять слова Майкла Фарадея: «Чтобы согреть других, свеча должна сгореть».

4. Объяснение новой темы.

Получение и освоение огня – заметная страница в истории цивилизации. Археологи установили: остаткам первых костров около 400 000 лет!!! Тогда огонь получали случайно (от молнии, например) и поддерживали. Позднее (около 30 000 лет тому назад) безвестные гении научились добывать огонь трением, а еще позднее изобрели огниво, которым и пользовались до XIX века. Спички появились совсем недавно, в 1855 году.

Так же постепенно расширялась сфера использования огня: от обогрева пещер и приготовления пищи до плавки металлов и создания в конце XVIII века первого универсального теплового двигателя (паровая машина). Сегодня внутренняя энергия топлива используется так широко и разнообразно, что ощущается острая нехватка угля, нефти, газа, бензина. Все меньше запасы топлива и все труднее и дороже его добыча. На первое место выходит вопрос о рациональном, экономном использовании « черного золота» , ведь по самым оптимистическим прогнозам разведанных запасов хватит лишь на 500 лет.

В сущности, гореть могут любые вещества. Рассмотрим физическое содержание процесса. Все определяется начальными условиями. Если нефть, бензин, уголь – углеводородсодержащие вещества – горят с выделением тепла, то, скажем, кусок железа тоже можно сжечь при высокой начальной температуре и с большим количеством кислорода. Во всех случаях горение – окислительно-восстановительный процесс. Но в одних случаях он идет с выделением тепла, а в других – с поглощением энергии.

Энергия при горении вещества выделяется тогда, когда суммарная кинетическая энергия молекул после горения выше, чем у молекул до начала процесса горения. В этом случае говорят, что такое вещество называют топливом. К наиболее распространенным видам топлива можно отнести нефть, природный газ, каменный уголь, торф, древесина и т.п. Все эти вещества содержат атомы углерода: С+О2=СО2.

Топливо – вещества с высоким содержанием углерода: уголь, нефть, торф, природный газ, дрова и др., при сгорании которых выделяется большое количество энергии.

Вопрос: Какое топливо используют: а) в топках домов; б)в топках котельных; в)в двигателях автомобилей; г) в двигателях самолетов; д) в двигателях ракет; е) в котлах электростанций?

Учитель: Классификацию топлива можно провести по его агрегатному состоянию и по его происхождению. По агрегатному состоянию топливо может быть и твердым (уголь, торф, древесина, сланцы), и жидким (нефть и нефтепродукты), и газообразным (природный газ). По происхождению топливо делится на природное (древесина, солома, торф, бурый и каменный уголь, антрацит, горючие сланцы, нефть, природный газ) и искусственное (кокс, торфяные брикеты, моторные топлива и др).

Вопрос. Давайте попытаемся выяснить, почему в результате сгорания топлива выделяется энергия? Для этого нужно вспомнить строение вещества. Из чего состоит вещество? (Учащиеся. Все вещества состоят из молекул, которые состоят из атомов, между которыми есть промежутки.)

Вопрос: Почему не распадаются вещества на отдельные атомы, несмотря на то, что есть промежутки? (Учащиеся: Чтобы молекулы разделить на атомы, нужно преодолеть силы притяжения то есть, совершить работу, а значит увеличить энергию атомов.)

Учитель: При соединении атомов наоборот: энергия будет выделяться. При горении происходит образование из атомов молекул. Обычное топливо содержит углерод. Вы знаете, что без доступа кислорода, воздуха, горение не возможно. При горении атомы углерода соединяются с атомами кислорода, которые содержатся в воздухе.

 

Учитель. Обратите внимание! При сгорании топлива потребляется кислород, содержащийся в атмосферном воздухе. Выделяется вредный углекислый газ. Поэтому обострились экологические проблемы. Использование топлива наносит ущерб окружающей среде! Подумайте, как можно его уменьшить? Есть ли в районе вашего проживания предприятия, загрязняющие атмосферу при сжигании топлива? Какого топлива? Серьезны ли последствия? (Заслушиваются ответы учеников)

Эксперимент: Положим на картон кусочки фольги, на них два одинаковых комочка ваты с булавочную головку. На один кусочек ваты капнем спирт, а на другой бензин и зажжем их одновременно. Когда спирт и бензин сгорят, полностью прикоснитесь к кусочкам фольги.

Ответим на вопросы:

Одинаково ли нагрелись кусочки фольги? (Кусочек фольги, где сгорел бензин, нагрелся сильнее.)

Какое топливо спирт или бензин, выделило больше тепла при полном сгорании? (Бензин выделил больше тепла, чем спирт.)

Количество теплоты, выделяемое при сгорании, обычно характеризуют удельной теплотой сгорания

Определение. Удельная теплота сгорания топлива – количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.

Обозначается буквой q и измеряют в Дж/кг.

Различные вещества имеют различные значения q. Например, для нефти q=4,4 ∙107Дж/кг, для торфа q=1,4 ∙107Дж/кг, q – табличная величина.

Задание. Рассмотрим таблицу "Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива"

Вопрос: 1. Что это означает, что удельная теплота сгорания бензина 4,6·10⁷ Дж/кг? (Это значит, что при полном сгорании торфа массой 1 кг выделится 4,6·10⁷ Дж теплоты.)

2. Верно ли, что зимой воздух в деревянном доме будет нагреваться быстрее, если печь топить не древесным углем, а сухими дровами?

Учитель: А если сжечь 2 кг бензина? (Тогда полном сгорании бензина массой 2 кг выделится теплоты в два раза больше, то есть 9,2·10⁷ Дж.)

Учитель: Чтобы подсчитать количество теплоты Q, выделяющееся при сгорании топлива любой массы m, нужно удельную теплоту сгорания топлива q умножить на массу сгоревшего топлива: Q=q·m.

4. Закрепление изученного материала.

Решение задач: При подготовке уроков вы расходуете примерно 6 кДж энергии за 1 час на 1 кг своей массы. Эту энергию вы получили от «сгорающей» в вас пищи. Сколько сахара нужно съесть, чтобы обеспечить полноценную подготовку уроков течение двух часов? При сгорании 1 кг сахара выделяется 17150кДж энергии.

 

5.Подведение итогов. Рефлексия.

Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу «Лестница успеха».

Каждый ученик с помощью магнита указывает свою фамилию на нарисованной на ватмане лестнице. Название ступеней лестницы:

1-я ступень – урок трудный, я совсем не уверен в своих силах, нужна помощь.

2-я ступень – урок трудный, я не со всем справился, нужна помощь.

3-я ступень – урок трудный, но я почти со всем справился, не нуждаюсь в помощи.

4-я ступень – урок не трудный, я справился почти со всем, помощь не нужна.

5-я ступень – урок не трудный, я уверен в своих силах, помощь не нужна

6. Домашнее задание:

§13, упражнение 10 (4,5) (стр. 51)

Список использованной литературы:

1. Балашов М.М. О природе. Книга для учащихся 8 кл.- М. Просвещение,2017

2. Чеботарева А.В. Тесты по физике. 8 класс: : к учебнику А.В. Перышкина «Физика. 8 класс» - М.: Издательство «Экзамен», 2014

3. Перышкин И.М. , Иванов А.И.Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2024.

4. Шлык Н.С. Поурочные разработки по физике. 8 класс. –М.: ВАКО, 2017

5. Тимербаева М.Б. Энергия топлива. Удельная теплота сгорания.

1. file0.docx (23,3 КБ)

Опубликовано: 05.11.2024