Når man studerer naturvidenskab i en moderne skole, er synlighed af stor betydning undervisningsmateriale. Visualisering gør det muligt hurtigt og dybt at assimilere det emne, der studeres, hjælper med at forstå problemstillinger, der er svære at forstå, og øger interessen for emnet. Digitale laboratorier er nye, moderne udstyr for at udføre en bred vifte af skoleforskning inden for naturvidenskab. Med deres hjælp kan du udføre arbejde som inkluderet i skolepensum, og helt ny forskning. Brugen af laboratorier øger synligheden markant, både under selve arbejdet og ved bearbejdning af resultaterne, takket være nye måleinstrumenter inkluderet i fysiklaboratoriesættet (kraft, afstand, tryk, temperatur, strøm, spænding, lys, lyd, magnetisk felt osv.). Digitalt laboratorieudstyr er universelt, kan indgå i en række eksperimentelle opsætninger, sparer tid for elever og lærere, opfordrer eleverne til at være kreative, hvilket gør det muligt nemt at ændre måleparametre. Derudover giver videoanalyseprogrammet dig mulighed for at indhente data fra videofragmenter, hvilket giver dig mulighed for at bruge som eksempler og kvantitativt studere virkelige situationer optaget på video af eleverne selv og fragmenter af pædagogiske og populære videoer.
Download:
Eksempel:
For at bruge præsentationseksempler skal du oprette en konto til dig selv ( konto) Google og log ind: https://accounts.google.com
Slide billedtekster:
Den eneste vej, der fører til viden, er aktivitet. Bernard Shaw.
Metodisk udvikling af et demonstrationseksperiment i faget fysik "Mængde af varme og varmekapacitet"
Formålet med denne udvikling: at vise mulighederne for at bruge "Digital Laboratory" i pædagogisk proces. Vis evnen til at måle et stofs specifikke varmekapacitet
Denne udvikling kan bruges til at forklare nyt materiale, under laboratoriearbejde eller til at afholde undervisning uden for undervisningstiden.
Sammensætning af et digitalt laboratorium TriLink målegrænseflade Digitale sensorer til fysik
Teknisk support skærm og multimedieprojektor stativer (2 stk.) reagensglas (2 stk.) vand, alkoholtemperatursensor 0-100°C (2 stk.) metalcylindre (2 stk.) spritlamper (2 stk.) bægerkalorimeter varmt vand
Forsøg: Forskel i varmekapacitet af vand og alkohol Opvarmning af to cylindre i kogende vand, den ene cylinder sænkes ved hjælp af en smelteske ned i et reagensglas med vand, og den anden i et reagensglas med alkohol ved stuetemperatur. Efter at have sænket cylindrene ned i reagensglassene, er det nødvendigt at holde reagensglasset ved øverste del, indsæt hurtigt sensoren, fastgør sensorhuset til stålplade og begynd at blande væsken i reagensglasset ved at dreje reagensglasset rundt om sensoren.
Vi er på arbejde
Brug af et digitalt laboratorium i fysiktimerne
Tak for din opmærksomhed!!!
Eksempel:
KOMMUNAL BUDGETMÆSSIG UDDANNELSESINSTITUTION
UNDERSKOLE nr. 7, PORONAISK
Metodisk udvikling af et demonstrationseksperiment
i faget fysik
"Mængde af varme og varmekapacitet"
For elever i 8. klasse
MBOU Gymnasium nr. 7, Poronaysk
Poronaysk
2014
1.Introduktion
2. Hoveddel
3.Konklusion
4. Teknisk support
1.Introduktion
Jeg underviser i fysik i klasse 7-11 på Poronayskaya gymnasium siden 1994. For at skabe interesse for mit fag, mener jeg, at det er nødvendigt med et demonstrationseksperiment, som er en integreret organisk del af gymnasiefysikken.
Demonstrationseksperimenter danner tidligere akkumulerede foreløbige ideer, som ikke alle har korrekte, når de begynder at studere fysik. Gennem hele fysikforløbet beriger og udvider disse erfaringer elevernes horisont. De genererer korrekte indledende ideer om nye fysiske fænomener og processer, afslører mønstre, introducerer forskningsmetoder og viser strukturen og driften af nye instrumenter og installationer. Demonstrationseksperiment fungerer som en kilde til viden, udvikler elevernes færdigheder og evner.
Særligt vigtigt er eksperimentet i starten af uddannelsen, det vil sige i 7.-8. klasse, hvor eleverne først begynder at læse fysik. Jeg tror, det er bedre at se én gang end at høre hundrede gange.
2. Hoveddel
Formålet med denne udvikling: at vise mulighederne for at bruge det "Digitale Laboratorium" i uddannelsesforløbet. Lad os overveje brugen af Archimedes-laboratoriet, når vi studerer emnet "Termiske fænomener" i 8. klasse:
Demonstration. Mængde af varme og varmekapacitet
Formålet med demonstrationenvise muligheden for at måle et stofs specifikke varmekapacitet
Under demonstrationen introduceres videnselementerne "varmemængde" og "et stofs specifikke varmekapacitet". At danne ideer om specifik varmekapacitet som fysisk mængde, som kan måles, foreslås det at udføre en række simple eksperimenter.
Inden de udfører en række eksperimenter med begrebet varmekapacitet, rådes eleverne til at tale om historien bag introduktionen af begrebet "en krops varmekapacitet" på et tidspunkt, hvor "varmemængden" blev opfattet som mængden af en usynlig og vægtløs væske "kalorie", og temperatur som et mål for væskeniveauet i kroppen. "En krops varmekapacitet" blev betragtet som en proportionalitetskoefficient mellem temperatur og mængden af "kalorie", der strømmer i kroppen. Mere kapacitet kar, mindre ændring i væsken, der hældes i den, mere varmekapacitet i kroppen - mindre ændring i temperaturniveauet i den.
Det viste sig dog, at med den samme masse af legemer lavet af forskellige stoffer, med den samme mængde varme modtaget fra en anden krop, ændres deres temperatur forskelligt. Derfor blev begrebet specifik varmekapacitet af et stof introduceret, og "en krops varmekapacitet" blev beregnet som produktet af kropsmasse vha. specifik varmekapacitet det stof, det er lavet af.
Ifølge moderne koncepter er mængden af varme Q ændringen indre energi kroppe under forhold, hvor kroppen ikke arbejder. Varmekapacitet C er proportionalitetskoefficienten mellem mængden af varme modtaget eller afgivet af et legeme og ændringen i dets temperatur.
For at estimere varmekapaciteten af et stof sammenlignet med et andet (vand), tildeles den samme masse af stof (vand og alkohol) den samme mængde energi, og ændringen i temperatur, der blev forårsaget af tilsætningen af denne energi, registreres.
Eksperiment: Forskel i varmekapacitet af vand og alkohol
Konklusionen om, at vandets varmekapacitet er større end alkoholens varmekapacitet, kan drages ved at vise, at for at opnå samme varmemængde opvarmes alkoholen større antal grader.
Efter opvarmning af to cylindre i kogende vand sænkes den ene blok ved hjælp af en smelteske ned i et reagensglas med vand, og den anden i et reagensglas med alkohol ved stuetemperatur.
Efter at have lanceret cylindrene i reagensglassene, skal du hurtigt indsætte sensoren, holde reagensglasset i toppen, fastgøre sensorlegemet på en stålplade og begynde at blande væsken i reagensglasset ved at dreje reagensglasset rundt om sensoren . Grafen viser et fald i sensorens temperatur under rumtemperaturen på grund af fordampningen af væsken ved spidsen af sensoren, derefter en stigning til en maksimal værdi på grund af opvarmning af vandet og det følsomme element i sensoren nær varm cylinder, og derefter nå en stationær værdi på grund af blanding af væsken i reagensglasset. Som du kan se, når den observerede temperaturændring ikke den nødvendige forskel svarende til forskellen i varmekapaciteter (ca. 2 gange).
For at komme tættere på de krævede værdier anbefales det at udføre et eksperiment med cylindre opvarmet til en temperatur på ikke over 80 0 C, da alkohol koger ved 87 0 C. Den nøjagtige numeriske værdi af cylindrenes begyndelsestemperatur er ikke vigtig, så længe den er omtrent den samme.
3.Konklusion
- Forøgelse af vidensniveauet på grund af studerendes aktive aktivitet under eksperimentelt forskningsarbejde
- Automatisk dataindsamling gennem hele eksperimentet sparer optagelsestid
- Resultaterne af eksperimentet er klare: dataene vises i form af en graf, tabel, analog tavle og i digital form
- Transportabel
- Praktisk behandling af resultater giver dig mulighed for at opnå data, der ikke er tilgængelige i traditionelle undervisningseksperimenter
4. Teknisk support
lærred og multimedieprojektor
- stativer (2 stk.)
- spritlamper (2 stk.)
- reagensglas (2 stk.)
- vand, alkohol
- temperaturføler 0-100°C (2 stk.)
5. Liste over anvendte referencer
- Peryshkin A.V. "Fysik - 8"
- Volkov V. A. "Lektionsudvikling i fysik i 8. klasse"
- "Brug af fysiktimer informationsteknologi"Moskva, Globus, 2009.
- Razumovsky V. G. "Fysikundervisning i moderne skole"
- A.N. Bolgar et al. "Digital Laboratory" Metodisk manual til at arbejde med et sæt udstyr og software virksomhed 2SCIENTIFIC ENTERTAINMENT" m., 2011, 89 s.
- URL: http://www.int-edu.ru
- URL: http://mytest.klyaksa.net
Formålet med arbejdet er en generalisering af eksperimentelle opgaver, der udføres af 8. klasses elever i hjemmet, mens de studerer forskellige typer varmeveksling.
Opgaver:
- Studer yderligere litteratur om emnet "Typer af varmeoverførsel."
- Udfør eksperimentelt arbejde derhjemme.
- Analyser og opsummer resultaterne af eksperimenter. Sammenlign dine resultater med de konklusioner, der er foreslået i lærebogen.
- Giv yderligere eksempler fra det virkelige liv (ikke inklusive materiale fra kursusmaterialet).
- Udvikl anbefalinger "Nyttige tips" ved hjælp af konklusionerne fra emnet "Typer af varmeoverførsel".
I. Eksperimenter med termisk ledningsevne.
- Hæld den samme mængde varmt vand i glas og aluminiumsglas af samme masse og samme kapacitet.
- Berøring af glassene med hånden vil vise, at aluminiumsglasset varmes hurtigere op, det skyldes, at aluminiums varmeledningsevne er højere end glasets varmeledningsevne. Hæld te i aluminiums- og porcelænskrus. Når vi drikker te fra et alu-krus, vil vi brænde vores læber mere end fra et porcelæn, for når vi rører ved kruset med vores læber og derved afkøler en del af det,
- mere
- Varmen fra varm te overføres til læberne gennem et aluminiumskrus, da aluminiums varmeledningsevne er højere end porcelæns.
Vi fastgør en række knapper på en træcylinder eller -blok (du kan bruge dem til at tegne en form for form). Pak blokken eller cylinderen ind i ét lag papir og læg den i stearinlysets flamme i kort tid. Ujævn forkulning af papiret forekommer, mindre på de steder, hvor papiret rører knapperne, på grund af det faktum, at metalets varmeledningsevne er højere end træs.
Vi pakker rumtermometeret ind i en pelsfrakke og kontrollerer, om dets aflæsninger ændrer sig efter et stykke tid. Dette sker selvfølgelig ikke efter at have demonstreret dette eksperiment for forældre, forklarer vi, hvorfor pelsfrakken ikke varmer op. (Pelspelsen i sig selv kan ikke varme, da den ikke i sig selv er en energikilde, den er kun en varmeisolator, der forhindrer os i at fryse om vinteren, og desuden er der en luftspalte mellem menneskekroppen og pelsen). For bedre at forstå essensen af fænomenet termisk ledningsevne er det nødvendigt at forklare følgende fænomener:
EN) Hvorfor virker metalgenstande køligere end trægenstande ved samme temperatur? Svar: Træ har dårlig varmeledningsevne, så når vi rører
træobjekt, kun et lille område af kroppen under din hånd bliver opvarmet. Metal har god varmeledningsevne, så ved kontakt med hånden opvarmes et meget større område. Dette resulterer i mere varmeafledning fra hånden og køling af den.
EN) b)
Hvorfor er håndtagene på vandhaner og varmtvandsbeholdere lavet af træ eller plast? træ og plast har dårlig varmeledningsevne. V) almindelig eller porøs mursten giver
EN) Porøse mursten indeholder luft i sine porer, som har dårlig varmeledningsevne, så det giver bedre varmeisolering til bygningen.
G) Anvendes luft som byggemateriale?
EN) Ja, det gør det, fordi skummaterialer, porøse mursten og glasuld indeholder luft, som har dårlig varmeledningsevne.
e) Afhængigt af det volumen, der er optaget af skummets porer, er dens tæthed forskellig. Afhænger den termiske ledningsevne af polystyrenskum af dens densitet?
EN) Jo lavere densiteten af skummet er, jo flere porer optages af luft, som har dårlig varmeledningsevne. Jo lavere densiteten af skummet er, jo lavere er dets varmeledningsevne.
og) Hvorfor installerer de dobbelte rammer?
h) Hvorfor fryser fugle ofte under flugten?
EN) I koldt vejr sidder fugle med pjuskede fjer, hvilket skaber en luftskal rundt om kroppen. Når du flyver, ændrer luften omkring fuglens krop sig hele tiden og fjerner varmen.
II. Konvektionsforsøg.
- Afkøling af en pande med varm væske blev udført på to måder: 1 - panden blev placeret på is og 2 - is blev placeret på panden.
I det andet tilfælde skete afkøling hurtigere. - Dette forklares som følger. Når vi lægger is på en pande, afkøles de øverste lag og bliver tungere, hvilket får dem til at synke ned. De erstattes af mere opvarmede lag af væske. Som et resultat af konvektion afkøles væsken således. I det andet tilfælde vil konvektion ikke forekomme, fordi afkøling vil ske nedefra, og kolde lag kan ikke stige opad, afkølingsprocessen vil foregå langsomt, og væsken vil ikke blandes. Derfor kan vi foreslå, at forældre afkøler enhver mad ovenfra: Læg dem ikke på is, men oven på isen, fordi de afkøles ikke så meget af isen som af den kolde luft, der falder ned. Hastigheden af naturlig blanding af vand blev bestemt i to tilfælde: 1 - koldt vand hældes i varmt vand og 2 - varmt vand hældes i koldt vand. Til dette eksperiment skal du bruge et stopur eller et ur med en sekundviser og et termometer. Mængderne af koldt og varmt vand skal være lige store. Den etablerede temperatur styres af et termometer, og tiden styres af et stopur eller ur. Temperaturudligningshastigheden vil være højere, når der hældes
- Et tændt lys er dækket af et cylindrisk glasrør, og flammen aftager og kan gå ud, pga. forbrænding sker i nærvær af ilt, men i dette eksperiment kan konvektionsfænomener ikke forekomme, der er ingen luftstrøm. Hvis du løfter røret, vil stearinlyset brænde klarere. Hvis du ikke løfter røret, men sænker en papirskillevæg ned i det, som ikke når flammen, så stiger det. I dette tilfælde vil kold luft sænke sig langs papiret og fortrænge opvarmet luft, som indeholder lidt ilt, og derved øge iltstrømmen til flammen.
- I A.S. Pushkins digt "Kaukasus" er der følgende linjer: "En ørn, der rejser sig fra en fjern top, svæver ubevægelig sammen med mig." Fænomenet, at store fugle kan svæve i luften, holde sig i samme højde uden at slå med vingerne, forklares ved, at luften, der opvarmes nær jorden, stiger til en betydelig højde, disse varme strømme
og hold fuglen med udstrakte vinger i vejret.
Vi pakker rumtermometeret ind i en pelsfrakke og kontrollerer, om dets aflæsninger ændrer sig efter et stykke tid. Dette sker selvfølgelig ikke efter at have demonstreret dette eksperiment for forældre, forklarer vi, hvorfor pelsfrakken ikke varmer op. (Pelspelsen i sig selv kan ikke varme, da den ikke i sig selv er en energikilde, den er kun en varmeisolator, der forhindrer os i at fryse om vinteren, og desuden er der en luftspalte mellem menneskekroppen og pelsen). Ud over disse eksperimentelle opgaver blev der modtaget svar på følgende spørgsmål: hvorfor blæser det så tæt lukket vindue
EN) i koldt vejr?
træobjekt Glasset har en lavere temperatur end temperaturen i rummet. Luften i nærheden af glasset afkøles og falder ned, når den er tættere, og opvarmes derefter nær radiatoren og bevæger sig rundt i rummet igen. Denne luftbevægelse mærkes nær vinduet.
EN) Hvor er det bedste sted at placere vinduet? Det er bedre at placere vinduet øverst i vinduet. Varm luft
Hvorfor er håndtagene på vandhaner og varmtvandsbeholdere lavet af træ eller plast? lysere, den er placeret i den øverste del af rummet, den vil blive erstattet af koldere luft fra gaden. Med dette arrangement af vinduet vil rummet blive ventileret hurtigere.
EN) Hvornår er trækket i røret bedre - om vinteren eller sommeren? der vil være trækkraft bedre om vinteren
G), når forskellen mellem temperaturen af den luft, der opvarmes i røret, og udeluften er større, så vil trykforskellen i toppen og bunden af røret være mere signifikant.
EN) hvilken rolle spiller konvektion ved opvarmning af vand i en kedel?
opvarmede lag af vand, der er lettere, stiger opad og giver plads til kolde. På grund af bevægelsen af konvektionsstrømme opvarmes alt vandet i kedlen således. d)
EN) Hvorfor bliver lampeskærmen eller loftet sort over glødelamper?
e) Konvektionsstrømme af luft stiger fra glødelamper og fører støvpartikler med sig, som derefter sætter sig på lampeskærmen eller loftet.
EN) Sammenlignet med andre træer har aspeblade lange og tynde stængler. Der er lodrette konvektionsstrømme over jorden selv i roligt vejr. På grund af deres struktur er aspeblade følsomme over for enhver, selv mindre, luftudsving.
og) Er det muligt at bruge en ventilator til at konservere is?
EN) Nej, det er ikke muligt, for luftstrømmen, der kommer fra blæseren, vil hele tiden føre den kolde luft væk, der dannes omkring isen, og derved accelerere luftudskiftningsprocessen, og isen vil smelte hurtigere.
h) hvilke naturfænomener opstå på grund af konvektion?
EN) vinde, der blæser i jordens atmosfære; eksistensen af varme og kolde havstrømme, bjergbyggeprocesser.
III. Strålingsforsøg.
- Vi tager et glas, der har kanter. Vi forsegler indersiden af glasset med strimler af hvidt og sort papir. Vi placerer stearinlyset i glasset, så det står i midten af glasset (du kan centrere det ved hjælp af papcirkler med et hul i midten). Vi limer knaphætter til hver strimmel papir med plasticine. Lysvægen må ikke nå kanten af glasset lidt. Efter at stearinlyset er tændt, observerer vi, at knapper vil begynde at flyve af fra de sorte striber. Erfaringen viser det hvid reflekterer strålerne, der falder på den, og den sorte absorberer dem, hvorfor de sorte kanter varmes hurtigere op, og knapperne pillede af dem først.
For at forstå dette fænomen blev der opnået svar på følgende spørgsmål:
Vi pakker rumtermometeret ind i en pelsfrakke og kontrollerer, om dets aflæsninger ændrer sig efter et stykke tid. Dette sker selvfølgelig ikke efter at have demonstreret dette eksperiment for forældre, forklarer vi, hvorfor pelsfrakken ikke varmer op. (Pelspelsen i sig selv kan ikke varme, da den ikke i sig selv er en energikilde, den er kun en varmeisolator, der forhindrer os i at fryse om vinteren, og desuden er der en luftspalte mellem menneskekroppen og pelsen). Hvorfor smelter sne hurtigere i byen end uden for byen?
EN) sneen i byen er mere snavset, så den absorberer energi og smelter bedre
træobjekt I hvilket af de to kar vil vandet koge hurtigere, det lette eller det røgfyldte?
EN) I røgfyldte, fordi denne overflade vil bedre absorbere energi.
Hvorfor er håndtagene på vandhaner og varmtvandsbeholdere lavet af træ eller plast? Hvorfor er kolben på en termokande lavet af spejl?
EN) for at forhindre opvarmning ved strålingsenergi.
IV. Nyttige tips.
- Afkøling af mad sker hurtigere, hvis kuldekilden placeres øverst i stedet for i bunden.
- For hurtigt at afkøle kaffe eller te, skal du hælde kold mælk i en varm drik.
- Vinduesrammer skal lukkes tættere, både inde og ude. Så bliver der mindre varmetab.
- I hård frost under en pelsfrakke er det bedre at bære ikke kun en tyk sweater, men "flerlags" tøj.
- Hvis du hurtigt skal smelte sne eller is, skal du drysse det med mørkt pulver eller aske.
- I den varme årstid er det bedre at bære lyst tøj.
- Det er mere sikkert at bruge porcelænskrus end aluminiumskrus.
Konklusion.
Fænomener, som vi konstant støder på i hverdagen, blev studeret ikke kun i klassen, men også derhjemme, hvor eleverne kunne demonstrere dem for deres forældre. Disse eksperimenter og spørgsmål bidrog til bedre at forstå emnet "Typer af varmeoverførsel". Analyse af resultaterne gjorde det muligt for os at tilbyde "Hjælpsomme tips."
Litteratur.
- A.A.Peryshkin. Fysik. lærebog for 8 klasse. Bustard, M. 2004
- Cl. E. Swarts. Ekstraordinære fysik af almindelige fænomener. Nauka, M. 1986
- A.V. Aganov, R.K. Safiullin, A.I. Skvortsov, D.A.
- Tayursky. Fysik er overalt omkring os. "Pædagogikkens Hus", M. 1998 Fysik. Uafhængig og tests
- i fysik for 8. klasse. "Ilexa", M. 2006
Yu.G. Pavlenko. Begyndelsen af fysik. "Eksamen", M. 2005
Slide 2
Begrebet varmeoverførsel i praksis
Slide 3
Og for det første, hvad kaldes varmeoverførsel i fysik, og hvad betyder det...
Varmeoverførsel i fysik er processen med at ændre den indre energi i en krop uden at udføre arbejde på kroppen eller selve kroppen. Der er 3 typer varmeoverførsel.
Slide 4
Visning 1 Termisk ledningsvisning 2 Konvektionsvisning 3 Stråling
Slide 5
Hvad er det her overhovedet?!
Slide 6
Forsøg nr. 1 - Termisk ledningsevne Placer en træplade og et spejl på bordet (eller hvor det er muligt), i nærheden. Placer et rumtermometer mellem dem. Efter ret lang tid i lang tid (vi ventede 30 minutter), kan vi antage, at temperaturerne træplade
og spejlene justeret. Termometeret viser lufttemperaturen. Det samme som naturligvis tavlen og spejlet. Rør håndfladen mod spejlet. Du vil mærke kulden i glasset. Rør straks ved brættet. Det vil virke meget varmere. Hvad er der i vejen? Når alt kommer til alt er temperaturen på luften, brættet og spejlet det samme. Glas er en god varmeleder. Som en god varmeleder vil glas straks begynde at varme op fra din hånd og vil begærligt begynde at "pumpe" varme ud af det. Det er derfor, du føler dig kold i din håndflade. Træ leder varme dårligere. Den vil også begynde at "pumpe" varme ind i sig selv og varmes op fra din hånd, men den gør dette meget langsommere, så du ikke mærker den skarpe kulde. Så træ virker varmere end glas, selvom begge har samme temperatur.
Slide 7
Slide 8
I ovenstående eksperiment undersøgte vi fænomenet overførsel af intern energi fra en krop til en anden (fra en del af den til en anden), i fysik kaldes denne proces termisk ledningsevne.
Slide 9
Vi opvarmer det farvede vand, der hældes i reagensglasset på toppen. I bunden af reagensglasset skal du bruge en vægt (BOLT) til at fastgøre et stykke farvet is. Øverste lag Vandet koger, men den nederste forbliver kold (isen smelter ikke). Hvorfor? Vi opvarmer reagensglasset nedefra, og lægger et stykke is på overfladen af vandet. Vandet i reagensglasset koger. Isen smelter. Hvorfor? Opstår problematisk situation: Hvorfor er det sådan, at når et reagensglas opvarmes nedefra, koger hele vandmassen, og når det opvarmes ovenfra, koger dets øverste lag?
Slide 10
Slide 11
Vi opvarmer vandet i reagensglasset fra oven.
Slide 12
Det øverste lag vand kogte, men det nederste lag forblev koldt.
Slide 13
Læg et stykke is på overfladen af vandet.
Slide 14
Opvarm reagensglasset nedefra
Slide 15
Vandet i reagensglasset koger. Isen smelter.
Slide 16
Dette fænomen kan forklares på følgende måde: ethvert stof, der ikke er i fast aggregeringstilstand, udvider sig ved opvarmning og bliver mindre tæt => et mere opvarmet stof stiger til toppen, og et mindre opvarmet stof falder ned. Derfor gik de opvarmede lag af vand (i 1. tilfælde) ikke ned, og på grund af dette smeltede isen ikke. Og i det andet tilfælde stiger de opvarmede lag til toppen, hvorfor isen faktisk smelter. Denne og lignende processer i fysik kaldes KONVEKTION. Denne proces er karakteriseret ved bevægelse. Der er tvungne og naturlige konvektioner (deres definitioner kommer fra deres navne).
Slide 17
Forsøg nr. 3 - Stråling
Til dette eksperiment skal vi bruge en kolbe, der er røget på den ene side, hvori vi (gennem en prop) indsætter et buet glasrør i en ret vinkel. Lad os sprøjte den farvede væske ind i dette rør. Lad os bringe et stykke metal (skrue) opvarmet til en høj temperatur til kolben, og væskesøjlen vil bevæge sig til venstre (se på videobillederne) => luften er blevet varmet op og udvidet, og den hurtige opvarmning af luften i termoskopet kan kun forklares ved overførslen af energi til den fra det opvarmede legeme. I i dette tilfælde Overførslen af energi skete på en måde, der tidligere var ukendt for os, og som kan udføres i et komplet vakuum - dette er stråling. Absolut alle legemer udstråler energi, uanset deres temperatur. Når kroppen absorberer energi, opvarmes kroppen forskelligt afhængigt af overfladens tilstand. Legemer med en mørk overflade absorberer og udsender energi bedre end legemer med en lys overflade.
Denne lektion dækker begrebet termisk ledningsevne.
Termisk ledningsevne er en af typerne af varmeoverførsel og er forbundet med overførsel af indre energi fra mere opvarmede dele af kroppen (kroppe) til mindre opvarmede, som udføres af kaotisk bevægende kropspartikler.
Hver af os møder varmeledningsevne, når vi uforsigtigt tager fat i jernhåndtaget på en stegepande, der står på komfuret. Dårlig varmeledningsevne af luft gør det muligt at isolere en lejlighed til vinteren ved hjælp af dobbeltrammer. Og der er mange sådanne eksempler. Derfor er termisk ledningsevne et af de vigtigste fysiske termiske fænomener, som vi vil studere.
I den sidste lektion fandt vi ud af, at varmeoverførsel (fig. 1) findes i tre typer: ledning, konvektion og stråling(Fig. 2). I denne lektion vil vi se nærmere på den første type varmeoverførsel, nemlig termisk ledningsevne.
Ris. 1. Varmeoverførsel
Ris. 2 typer varmeoverførsel
Termisk ledningsevne er karakteristisk for stoffer i alle tre aggregeringstilstande: fast, flydende og gasformigt (fig. 3).
Ris. 3. Termisk ledningsevne er karakteristisk for alle aggregeringstilstande
Samtidig har de den højeste varmeledningsevne faste stoffer(metaller) (fig. 4a), og de laveste - gasser (fig. 4b).
Ris. 4 Termiske konduktivitetskoefficienter for forskellige stoffer
Termisk ledningsevne er relateret til den indre struktur af legemer og afhænger af molekylernes placering, deres bevægelse og interaktion med hinanden (fig. 5).
Ris. 5. Forholdet mellem termisk ledningsevne og den indre struktur af legemer
Det er vigtigt at bemærke, at under termisk ledning er der ingen overførsel af stof, men snarere en overførsel af energi fra partikel til partikel eller fra en krop til en anden ved deres direkte kontakt. Lad os faktisk formulere definitionen af termisk ledningsevne.
Definition.Termisk ledningsevne er et fænomen, hvor energi overføres fra en del af en krop til en anden gennem kollision af partikler eller gennem direkte kontakt mellem to legemer.
Ris. 6. Illustration af definitionen af termisk ledningsevne
Forskning i dette fænomen blev primært udført eksperimentelt. De første eksperimenter til at studere dette fænomen blev tilsyneladende udført af Galileo Galilei (fig. 7).
Ris. 7. Galileo Galilei (1564-1642)
Essensen af hans eksperimenter var enkel: Galileo placerede forskellige kroppe i nærheden af sit termoskop (fig. 8) og observerede temperaturændringen. Efterfølgende kom han til konklusioner: om kroppe leder varme godt eller ej.
Figur 8. Galileos termoskop
Definition.Termisk ledningsproces er processen med at overføre energi fra en partikel til en anden placeret i umiddelbar nærhed af hinanden (fig. 9).
Ris. 9. Termisk ledningsproces
Metaller har højere varmeledningsevne, da partiklerne er placeret tæt på hinanden (fig. 10).
Ris. 10. Termisk ledningsevne i metaller
I væsker, selvom molekylerne er tæt placeret, er de ret godt isolerede (fig. 11).
Ris. 11. Termisk ledningsevne i væsker
Gasser har den laveste varmeledningsevne: Molekylerne er placeret langt fra hinanden, og for at overføre energi skal de kollidere, så processen med energioverførsel sker ret langsomt (fig. 12).
Ris. 12. Termisk ledningsevne i gasser
Lad os overveje et eksperiment, der klart demonstrerer metallers varmeledningsevne.
En aluminiumsstang er fastgjort vandret til stativet. Trætandstikker fastgøres lodret på stangen med jævne mellemrum ved hjælp af voks. Et stearinlys bringes til kanten af stangen (fig. 13).
Da kanten af stangen opvarmes, og aluminium, som alle andre metaller, har ret god varmeledningsevne, opvarmes stangen gradvist. Når varmen når det punkt, hvor tandstikkeren er fastgjort til stilken, smelter stearinen, og tandstikken falder.
Ris. 13. Demonstration af erfaring
Vi ser, at i dette eksperiment er der ingen overførsel af stof i overensstemmelse hermed, termisk ledningsevne observeres.
Vi har undersøgt fænomenet termisk ledningsevne, og afslutningsvis vil jeg gerne minde om et vigtigt faktum: ingen partikler - ingen varmeledningsevne.
I næste lektion vil vi se nærmere på en anden type varmeoverførsel - konvektion.
Referencer
- Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fysik 8. - M.: Mnemosyne.
- Peryshkin A.V. Fysik 8. - M.: Bustard, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fysik 8. - M.: Oplysning.
- Internetportal "experiment.edu.ru" ()
- Internetportal "festival.1september.ru" ()
- Internetportal "class-fizika.narod.ru" ()
Lektier
- Side 13, stk. 4, spørgsmål nr. 1-6, opgave 1 (1-3). Peryshkin A.V. Fysik 8. - M.: Bustard, 2010.
- Hvorfor har gasser lav varmeledningsevne?
- Hvorfor afkøles vandet i en gammel kedel, efter at det er taget af varmen, langsommere end i en lige så ny?
- Hvad er dobbelte til? vinduesrammer?
- Hvorfor bærer indbyggere i Centralasien bomuldsklæder og -hatte under varmen?
Ikke-ledere eller isolatorer er materialer, der forstyrrer overførslen af termisk energi. De bruges til at holde genstande varme (kolde).
I dag vil vi forsøge at finde den bedste isolator ved at udføre simple hjemmeforsøg med termisk ledningsevne.
Oplev 1 konserveskonkurrence
Lad os tage for eksempel:
- 3 krukker med låg af samme størrelse og form
- Sok
- Bobleplast
- Avis
- Isvand
- Termometer
- Scotch
- Saks
Hvad gjorde vi?
Hvorfor sker dette?
Hvis det lykkes dig at finde materialet, 
som ikke overfører varme godt, vil det fungere som en god isolator. Hvis varmen i luften ikke overføres til vandet, vil vandet forblive koldt i lang tid. Stoffers evne til at lede varme kaldes termisk ledningsevne.
Den tidligere erfaring virkede ikke særlig klar for os, så det blev besluttet at udføre yderligere test af materialerne for termisk ledningsevne. Denne gang blev folie, vat og papir testet.
Oplev 2 Ice konkurrence
Vi besluttede at pakke isterninger ind 
forskellige materialer og tjek hvilken terning der smelter hurtigere. Så vi pakker isterningerne ind i aluminiumsfolie, vat og en papirserviet. Vi antog, at is ville holde længere i folie, men vi tog fejl! Isen i folien smeltede hurtigere end de andre prøver. På billedet fra venstre mod højre (isen var i folie, papir, vat). En let smeltet terning blev taget ud af vattet.
Hvilken opdagelse! Vi begyndte at søge og fandt følgende oplysninger på internettet.
Den termiske konduktivitetskoefficient måles i W/(m· K)
Nu er alt blevet klart: aluminiumsfolie vil ikke bevare is. Vat vil gøre dette bedre, fordi uldens varmeledningsevne er meget lavere end aluminiums.
Hvis du finder sådanne eksperimenter med is svære, så kan du udføre simple isforsøg for børn.
Wow, tiden flyver hurtigt med sjov videnskab. Og jeg vil ikke stoppe. Flere eksperimenter! Flere eksperimenter! Tricks! Håndværk. Sjov. Levende følelser. Smil. Glæde og latter. Du kunne lide dette indlæg. Jeg kan se, du smiler. Jeg ønsker, at dit videnskabelige og uddannelsesmæssige liv bliver endnu mere spændende, og derfor giver jeg dig bogen EKSPERIMENTER MED LYD. Fortsæt med at blive overrasket og opdag med Fun Science. Vi ses snart, venner.
Godt at eksperimentere! Videnskab er sjovt!