Мета уроку: сформувати поняття про енергію палива. Забезпечити знання фізичної величини - питомої теплоти згоряння палива: формувати вміння підраховувати кількість теплоти. Яка виділяється при згорянні певної маси палива. Продовжити на конкретних прикладах формування знань про закон збереження енергії як один з найважливіших законів природи. Ознайомити учнів з питаннями, пов’язаними з роллю палива в економіці і  політичному балансі країн світу.

Тип уроку – інтегрований (фізика, хімія), урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: тести, таблиця з наведеною питомою теплотою згоряння деяких видів палива. Упаковка з-під харчових продуктів. Пробірка з льодом:, термометр, свічка, сірники, колба.

I. Організаційна частина - 1 хв.

II. Актуалізація опорних знань - 6 хв.

і індивідуальне опитування (двоє учнів біля дошки) з таких питань:

закон збереження і перетворення енергії;
кількість теплоти.

2. Тестова перевірка знань і коригування знань (робота з тестами) (друковані зошити).

ІІІ. Мотивація вивчення нового матеріалу і створення   проблемної ситуації – 5 хв.

Дослід: розташовуємо пробірку з льодом над пальником. Кількість теплоти передається, а температура не підвищується.

Вчитель. Ви звернули увагу на те. що при плавленні льоду на руйнування міжмолекулярних зв'язків затрачається кількість теплоти, а температура тіла не підвищується. А яким: же чином кількість теплоти виділяється? Учень робить повідомлення про таємницю вогню. (див. додаток).

Вчитель. Отже, що ж таке горіння?

IV. Вивчення нового матеріалу - 15хв.

 1. Пояснення вчителя хімії  з демонстрацією процесу горіння;

2. Пояснення вчителя фізики    У процесі, горіння палива відбувається перетворення одного виду внутрішньої енергії в інший: хімічна енергія палива перетворюється в енергію теплового руху продуктів згоряння палива. Та частина енергії. Яка бере участь в теплообміні, зростає ї може бути використана для нагрівання інших тіл та в теплових процесах і явищах.

   Зміну внутрішньої енергії, яка виділяється при згорянні палива, називають теплотою згоряння палива.

   Далі дається означення питомої теплоти згоряння палива як фізичної величини, її умовне позначення І одиниці вимірювання.

3. Робота  з таблицею  (знаходження  числових, значень  питомої теплоти згоряння деяких видів палива).

4. Вчитель фізики. З таблиці ви бачите, що водень має найбільшу питому теплоту згоряння палива. Послухайте повідомлення про те, як можна використати його як паливо.

5. Учень робить повідомлення (див, додаток)

6  Вчитель хімії. 3   метою    меншого    забруднення:     навколишнього

середовища,  в Бразилії використовують як паливо для  автомобілів -спирт, в нас - використовують природний газ,

7. Вчитель фізики пояснює як обчислюється кількість   теплоти   згоряння палива, виводить формули: Q=q-m: m= Q/q; q=Q/m.

V. Закріплення вивченого на уроці – І0 х в.

І. Задача. Скільки спирту потрібно спалити, щоб нагріти воду від

20С до кипіння?

Дано:                        Розв"язання

mв=2кг                         mc=Q/q

t1=20C                         Q=cвmв(t2-t1)            mc=4200Дж/кгС*2кг*(100-20)С/2,7*

t2=100C                                                         107дж/кг=0,025кг

cв=4200Дж/кгС          mc=cвmв(t2-t1)/qc

qc=2,7.107Дж/кг

_______________

mc-?                               Відповідь: 25г     

Вчитель фізики. 3 таблиці видно, що питома теплота згоряння кам’яного вугілля така ж  як у  спирту  q=2,7.107Дж/кг,  а у  антрациту  ще  більша q=3,0*107Дж/кг.

Проаналізувавши розв'язання задачі бачимо, що за рахунок енергії, яка виділяється від згоряння 25г вугілля можна довести до кипіння 2кг води, взятої при кімнатній температурі, Насправді ж ви: знаєте з власного досвіду, що не вся кількість теплоти, яка виділилась внаслідок згоряння палива йде на нагрівання води, а частина її виділяється в навколишнє середовище.

Вчитель хімії. Ви  мабуть,  не один  раз помічали на упаковках продуктів харчування  такий  надпис;  енергетична цінність   100г продукту,  наприклад дорівнює   380 ккал.   Це   означає,   що   внаслідок   згоряння:   100г   продукту виділяється 380ккал теплоти.

Вчитель фізики Отже теплоту можна вимірювати   Джоулями і калоріями. Зв’язок між ними; 1 кал=4,19Дж, 1ккал=4,2кДж.

Учням пропонується робота з словником (калор ~~ жар).

А    тепер    проведемо   дискусію    про   те,    енергію    якого    виду    палива використовувати найбільш ви гідно.

Учні пропонують різні точки зору:

1.   Можна використовувати бензин високих марок, він краще згоряє і менше утворює чадних газів.

2.   можна використовувати спирт, як у  Бразилії, тому,  що внаслідок його згоряння утворюється не чадний газ, а вуглекислий і вода. Вуглекислий газ поглинають рослини. Отож обабіч доріг роблять зелені насадження.

3.  Природний газ майже не   виділяє чадного газу і він є в природі в готовому вигляді (не потрібна його переробка).

4.  Можна використовувати водень. Внаслідок його згоряння утворюється вода: H2+О→H2O. Не виділяється, ні чадний газ, ні вуглекислий, тому не існує загроза парникового   ефекту,   який   відбувається   при   великому   вмісті   в   атмосфері вуглекислого газу.

Але ж водень має той  недолік,  що він згоряє дуже швидко,  як наслідок виділяється величезна енергія, що може призвести до вибуху.

5.  Можна використовувати сонячні батареї, енергію вітру і води.

VІ. Підсумок уроку - 8хв.

Про що нове ви дізналися на уроці?

Учні дають відповіді на запитання, записані на відкидній дошці:

-    що таке горіння?

-    Які умови необхідні для горіння?

-    Який із видів палива є найбільш екологічно вигідним? 

-   Як потрібно гасити полум’я під час пожежі?

Домашнє завдання:   дати відповіді на  запитання до § 37; вправа17(3), обчисліть кількість теплоти, яка виділяється у вашому будинку за 1  добу і виміряйте температуру повітря в кімнаті зранку і ввечері.

 Додаток №1

Тести

Картка 1.

У сталевий бак масою 10 кг налили 20 кг кип'ятку. Температура в кімнаті 20°С.

1.(1 бал ). Які процеси будуть відбуватись?

а)  бак нагріватиметься до 100°С.

б)  кип'яток охолоджуватиметься до температури нижчої від кімнатної.

в)  температура води в баку встановиться між 20°С і   100°С і далі знижуватиметься до 20°С.

д) правильної відповіді тут немає.

2. (2 бали ). Чи однаково швидко температура води в баку дорівнюватиме кімнатній за умов:

а) бак відкритий; б) бак герметично закритий.

3. (З бали ). Яку найвищу температуру може мати сталевий бак у розглядуваному процесі?

Картка 2.

У 5 л води при температурі 20°С кидають кусочки льоду при температурі 0°С.

1. (1 бал ). Як змінюється при цьому температура води?

а) залишається сталою; б) зростає; в) знижується; г) залишається рівною кімнатній; д) правильної відповіді тут немає.

2. (2 бали ). Чи можна таким способом перетворити всю воду на лід?

3. 3( бали ). Скільки льоду необхідно вкинути у воду, щоб її температура була рівною 10°С?

Додаток №2

І.Таємниця вогню

   Освоєння вогню відіграно важливу роль в розвитку людства. Спосте­рігаючи блискавки, лісові пожежі, виверження вулканів, вогні на болотах та ін. Люди боялися вогню і водночас відчували тепло. Велика увага в грецькій міфології відводиться Прометею, який викрав вогонь у богів і приніс його людям.

  Пройшли десятки тисяч років, і людина стала використовувати вогонь природного походження і навчилась його підтримувати.

  Застосування вогню покращило умови існування людей, тому вогонь зацікавив і привернув до себе увагу людей. Обожнювання вогню і релігійний культ вогню в багатьох племен продовжувались багато віків.

  Більше трьох тисяч років тому почалося використовування вогню, а потім спеціальних сумішей у військових цілях. Пізніше з'явилися порохоподібні суміші.

  Але, хоча й люди використовували вогонь десятки тисяч років, при­рода вогню, процес горіння залишались таємницею.

Древній філософ Геракліт вважав, що все складається з 4-х елементів: вогню, повітря, води, землі. Це вчення продовжив Платон, а потім Аристотель, який вважав, що всі тіла, які горять: дерево, вугілля, масла містять во­гонь, який виділяється у вигляді полум"я.

  Майже півтори тисячі років панувало вчення Аристотеля. Алхіміки намагаючись одержати „золото" і філософський камінь, вважали, що горіння відбувається внаслідок реакції розпаду, при якій з горючої речовини виділя­ється особлива „ вогняна матерія", яка відразу ж поглинається повітрям. Але ніхто не міг нічого визначеного сказати про цю матерію.

  На кінець, Георг Ернст Шталь ( 1670 р.) створив свою теорію горіння, згідно з якою горюча речовина виділяє істон ( від грецького-горючий)

Як стверджував Шталь, істон - це не сам вогонь, а причина вогню і являє собою летку, невидиму і невагому речовину.

Дуже швидко теорія Флонгістона одержала широке застосування. На­явністю Флонгістона пояснювали явища, пов"язані з розжаренням металів, на основі цієї теорії вчення XVIII ст. зробили ряд важливих відкриттів: хлор, водень, кисень. Але паралельно накопичувались нові факти, які Флогістонова теорія не могла пояснити.

І лише в кінці XVIII ст. Лавуазьє з"ясував, що процес горіння пови­нен бути виражений інакше:

Горюче тіло + кисень → окис.

Додаток №3

2. Вода - паливо майбутнього

   Природа не обійшла людей зоряним паливом. Більше того, людини буде користуватися найбільш ефективним термоядерним паливом - не звичайним легким воднем, а його ізотопами - дейтерієм і тритієм.

    Перетворення в гелій одного грому дейтерію супроводиться виділенням 100 тисяч кВт.год, енергії. Важкий водень, отриманий з двох склянок води здатний виділити стільки ж енергії, скільки дає спалювання 200 літрів ( боч­ка) бензину.

     Води на нашій планеті 1400 мільйонів мільярдів тон. В ній міститься 25 тисяч мільярдів тон важкого водню ( кожен 600-й атом водню є важким вод­нем). Цього запасу людству вистачить на сотні мільйонів років.

Теги: Назарук М.І., паливо Навчальний предмет: Фізика Переглядів/завантажень: 613/244

Завантажити (51.5 Kb)

• Розрахунок економії паливних ресурсів
• Домашній експеримент - перша сходинка до великого відкриття