الخيار 1. ادوات:أنبوب اختبار به ماء ومصباح كحول.
لإثبات الموصلية الحرارية السيئة للسائل ، يُسكب الماء في أنبوب اختبار من حجمه. أمسك أنبوب الاختبار في يديك بزاوية طفيفة فوق شعلة المصباح الروحى ، وقم بتسخين الماء عند الطرف المفتوح (الشكل 130). يظهرون أن الماء هنا يغلي بسرعة ، لكن في قاع التسخين الكبير لا يشعر به.
أرز. 130 تين. 2.105 تين. 131
الخيار 1... المعدات: أنبوبان للاختبار ، سدادين ، قضيبان ، كرتان ، مصباح روح ، حامل ثلاثي القوائم ، تعليق.
يتم توضيح الموصلية الحرارية الضعيفة للهواء باستخدام أنبوبين متطابقين ، مغلقين بسدادات ، يتم من خلالها تمرير قضبان قصيرة. ترتبط الكرات الفولاذية بنهايات القضبان بالبلاستيك أو البارافين (الشكل 131). توضع أنابيب الاختبار فوق المصباح الروحي بحيث يحدث الحمل الحراري في أحدهما ، والتوصيل الحراري للهواء في الآخر. لاحظ أنه في أحد أنابيب الاختبار ، تسقط الكرة بسرعة من القضيب.
الخيار 2.انظر الشكل. 2.105
الخيار 1. ادوات:جهاز لإثبات الحمل الحراري للسائل ، برمنجنات البوتاسيوم ، مصباح الروح ، حامل ثلاثي القوائم.
الجهاز ، وهو عبارة عن أنبوب زجاجي مغلق (الشكل 132) ، مثبت في رجل الحامل ثلاثي القوائم. (من الأفضل التعليق بدلاً من تثبيت الأنبوب في الأسفل ، لأنه في الحالة الأخيرة ، يكون الزجاج أكثر عرضة للكسر.) الأنبوب مملوء بالماء من خلال الفتحة العلوية لأي من الكوعين بحيث لا يكون هناك هواء فقاعات على طول المسار المغلق بالكامل داخل الأنبوب.
عند إجراء التجربة ، توضع بلورات برمنجنات البوتاسيوم في ملعقة ذات شبكة ويتم إنزالها في الركبة (يمكنك في نفس الوقت خفض ملعقتين ببلورات من برمنجنات البوتاسيوم في كلا الركبتين). ثم يتم إحضار مصباح كحول إلى أسفل هذه الركبة ويلاحظ الحمل الحراري.
أرز. 132 تين. 133
الخيار 1. ادوات:مصباح روح ، أعواد ثقاب ، طائرة ورقية ، نقطة معدنية.
لإثبات الحمل الحراري للغاز ، يتم عمل ثعبان من الورق يدور في تيار من الهواء الساخن المتصاعد الآتي من مصباح كحولي أو موقد كهربائي (الشكل 133). (عند تثبيت الثعبان على الحافة ، لا تخترق الورق.)
الخيار 1. ادوات:بالوعة الحرارة ، مقياس ضغط مظاهرة مفتوح ، مصباح طاولة (أو موقد كهربائي).
يتم تثبيت مستقبل الحرارة ، المتصل بأنبوب بمقياس ضغط توضيحي (انظر الشكل 123) ، في حامل ثلاثي الأرجل مقابل الباعث. كجسم مشع ، يمكنك استخدام موقد كهربائي ، أو وعاء به ماء ساخن ، وما إلى ذلك. يتم إحضار مجمع حرارة من الجانب مع الجانب المظلم ويتم مراقبة قراءات مقياس الضغط لمدة 1-2 دقيقة.
ثم يتم تشغيل جهاز استقبال الحرارة بسطح لامع إلى المصباح الموجود على نفس المسافة من جهاز استقبال الحرارة ، وخلال نفس الوقت تتم مراقبة قراءة مقياس ضغط الدم. تقديم استنتاج.
في السلسلة الثانية من التجارب ، يتم تقليل وهج المصباح (أو المسافة إلى المبرد) ويتم ملاحظة التغيير في قراءات مقياس الضغط مرة أخرى في نفس الظروف. تقديم استنتاج.
الخيار 2.انظر الشكل. 2.99 ؛ 2.101.
سؤال.في هذه الحالة ، التغيير في قراءات مقياس ضغط السائل
أسرع إذا كان المبادل الحراري والمشتت الحراري يواجهان بعضهما البعض بأسطح لامعة أو إذا كانا يواجهان بعضهما البعض بأسطح سوداء؟
أرز. 123 تين. 2.101 الشكل. 2.99
يناقش هذا الدرس مفهوم التوصيل الحراري.
الموصلية الحرارية هي أحد أنواع نقل الحرارة وترتبط بنقل الطاقة الداخلية من الأجزاء الأكثر سخونة في الجسم (الأجسام) إلى الأجزاء الأقل تسخينًا ، والتي تتم بواسطة جزيئات الجسم المتحركة بشكل عشوائي.
يواجه كل منا الموصلية الحرارية عندما يمسك عن غير قصد بالمقبض الحديدي لمقلاة على الموقد. تجعل الموصلية الحرارية السيئة للهواء من الممكن عزل الشقة لفصل الشتاء بمساعدة إطارات مزدوجة. وهناك أمثلة كثيرة من هذا القبيل. لذلك فإن التوصيل الحراري من أهم الظواهر الحرارية الفيزيائية التي سوف ندرسها.
في الدرس الأخير ، اكتشفنا أن انتقال الحرارة (الشكل 1) يتكون من ثلاثة أنواع: الموصلية الحرارية والحمل والإشعاع(الصورة 2). في هذا الدرس ، سوف نلقي نظرة فاحصة على النوع الأول من نقل الحرارة ، وهو توصيل حراري.
أرز. 1. نقل الحرارة
أرز. 2 أنواع نقل الحرارة
الموصلية الحرارية هي خاصية مميزة للمواد في جميع حالات التجميع الثلاث: الصلبة والسائلة والغازية (الشكل 3).
أرز. 3. الموصلية الحرارية متأصلة في جميع حالات التجمع
في هذه الحالة ، المواد الصلبة (المعادن) لديها أعلى الموصلية الحرارية (الشكل 4 أ) ، وأدنى - الغازات (الشكل 4 ب).
أرز. 4 معاملات التوصيل الحراري للمواد المختلفة
ترتبط الموصلية الحرارية بالبنية الداخلية للأجسام وتعتمد على ترتيب الجزيئات وحركتها وتفاعلها مع بعضها البعض (الشكل 5).
أرز. 5. توصيل الموصلية الحرارية بالبنية الداخلية للهيئات
من المهم ملاحظة أنه مع التوصيل الحراري ، لا يتم نقل أي مادة ، ولكن يتم نقل الطاقة من جسيم إلى جسيم أو من جسم إلى آخر أثناء الاتصال المباشر بينهما. دعونا نصوغ ، في الواقع ، تعريف التوصيل الحراري.
تعريف.توصيل حراريهي ظاهرة يتم فيها نقل الطاقة من جزء من الجسم إلى جزء آخر من خلال اصطدام الجسيمات أو من خلال الاتصال المباشر بين جسدين.
أرز. 6. توضيح لتعريف الموصلية الحرارية
أجريت دراسات لهذه الظاهرة بشكل تجريبي. يبدو أن التجارب الأولى لدراسة هذه الظاهرة قد تم إجراؤها بواسطة Galileo Galilei (الشكل 7).
أرز. 7- جاليليو جاليلي (1564-1642)
كان جوهر تجاربه بسيطًا: وضع جاليليو أجسامًا مختلفة بالقرب من منظاره الحراري (الشكل 8) ولاحظ التغير في درجة الحرارة. بعد ذلك ، توصل إلى استنتاجات: ما إذا كان الجسم يجرى الحرارة بشكل جيد أم لا.
الشكل 8. منظار جاليليو الحراري
تعريف.عملية التوصيل الحراري- هذه هي عملية نقل الطاقة من جسيم إلى آخر على مقربة من بعضها البعض (الشكل 9).
أرز. 9. عملية التوصيل الحراري
في المعادن ، تكون الموصلية الحرارية أعلى ، لأن الجزيئات تقع بالقرب من بعضها البعض (الشكل 10).
أرز. 10. الموصلية الحرارية في المعادن
في السوائل ، على الرغم من تباعد الجزيئات عن كثب ، إلا أنها معزولة جيدًا (الشكل 11).
أرز. 11. الموصلية الحرارية في السوائل
تتميز الغازات بأدنى موصلية حرارية: تقع الجزيئات بعيدًا عن بعضها البعض ، ومن أجل نقل الطاقة ، فإنها تحتاج إلى الاصطدام ، وبالتالي فإن عملية نقل الطاقة تكون بطيئة نوعًا ما (الشكل 12).
أرز. 12. الموصلية الحرارية في الغازات
ضع في اعتبارك تجربة توضح بوضوح التوصيل الحراري للمعادن.
تم تثبيت قضيب من الألومنيوم أفقيًا على الحامل ثلاثي القوائم. يتم تثبيت المسواك الخشبية رأسياً على القضيب على فترات منتظمة بمساعدة الشمع. يتم إحضار شمعة إلى حافة القضيب (الشكل 13).
نظرًا لتسخين حافة القضيب ، والألمنيوم ، مثل أي معادن أخرى ، لديه موصلية حرارية جيدة إلى حد ما ، يسخن القضيب تدريجيًا. عندما تصل الحرارة إلى النقطة التي تعلق فيها عود الأسنان بالقضيب ، يذوب الإستيارين - ويسقط عود الأسنان.
أرز. 13. إظهار الخبرة
نرى أنه في هذه التجربة لا يوجد نقل للمادة ، لذلك لوحظ التوصيل الحراري.
لقد درسنا ظاهرة التوصيل الحراري ، وفي الختام أود أن أذكر حقيقة مهمة: لا توجد جزيئات - لا يوجد توصيل حراري.
في الدرس التالي ، سوف نلقي نظرة فاحصة على نوع آخر من نقل الحرارة - الحمل الحراري.
فهرس
الواجب المنزلي
عند دراسة العلوم الطبيعية في مدرسة حديثة ، فإن وضوح المادة التعليمية له أهمية كبيرة. تتيح الرؤية إمكانية استيعاب الموضوع قيد الدراسة بسرعة وبشكل أعمق ، كما تساعد على فهم المشكلات الصعبة وتزيد من الاهتمام بالموضوع. المعامل الرقمية هي معدات جديدة وحديثة لإجراء مجموعة متنوعة من البحوث المدرسية في العلوم الطبيعية. بمساعدتهم ، يمكنك تنفيذ العمل ، سواء كان مدرجًا في المناهج الدراسية أو بحثًا جديدًا تمامًا. يزيد استخدام المختبرات من الرؤية بشكل كبير ، سواء أثناء العمل نفسه أو في معالجة النتائج بفضل أدوات القياس الجديدة المضمنة في مجموعة مختبر الفيزياء (مستشعرات القوة ، المسافة ، الضغط ، درجة الحرارة ، التيار ، الجهد ، الإضاءة ، الصوت ، المجال المغناطيسي ، إلخ)). تعد معدات المختبر الرقمي عالمية ، ويمكن تضمينها في مجموعة متنوعة من التركيبات التجريبية ، مما يوفر الوقت للطلاب والمعلمين ، ويشجع الطلاب على الإبداع ، مما يجعل من الممكن تغيير معلمات القياس بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح لك برنامج تحليل الفيديو بالحصول على بيانات من مقاطع الفيديو ، مما يسمح لك باستخدامها كأمثلة واستكشاف مواقف الحياة الواقعية التي صورها الطلاب أنفسهم بشكل كمي وشظايا من مقاطع الفيديو التعليمية والشائعة.
لاستخدام معاينة العروض التقديمية ، قم بإنشاء حساب Google لنفسك (حساب) وقم بتسجيل الدخول إليه: https://accounts.google.com
الطريق الوحيد المؤدي إلى المعرفة هو النشاط. برنارد شو.
التطوير المنهجي لتجربة إيضاحية في موضوع الفيزياء "مقدار السعة الحرارية والحرارة"
الغرض من هذا التطوير: إظهار إمكانيات استخدام "المعمل الرقمي" في العملية التعليمية. أظهر إمكانية قياس الحرارة النوعية لمادة ما
يمكن استخدام هذا التطوير عند شرح مادة جديدة ، أثناء العمل المخبري ، لإجراء الفصول خارج ساعات الدوام المدرسي.
تكوين مختبر رقمي TriLink بواجهة قياس حساسات رقمية للفيزياء
حوامل ثلاثية القوائم لشاشة الأجهزة وأجهزة عرض الوسائط المتعددة (قطعتان) أنابيب اختبار (قطعتان). مستشعر درجة حرارة الماء والكحول 0-100 درجة مئوية (قطعتان) أسطوانات معدنية (قطعتان) مصابيح روحية (قطعتان). ماء
الخبرة: الاختلاف في السعة الحرارية للماء والكحول. تسخين أسطوانتين في الماء المغلي ، يتم إنزال أسطوانة واحدة بملعقة ذوبان في أنبوب اختبار بالماء ، والثانية في أنبوب اختبار مع الكحول في درجة حرارة الغرفة. بعد إنزال الأسطوانات في أنابيب الاختبار ، يلزم الإمساك بالجزء العلوي من أنبوب الاختبار لإدخال المستشعر بسرعة ، وتثبيت جسم المستشعر على لوح فولاذي والبدء في تحريك السائل في أنبوب الاختبار عن طريق تدوير أنبوب الاختبار حوله المستشعر.
نحن في العمل
استخدام المعمل الرقمي في دروس الفيزياء
شكرا لاهتمامكم!!!
المؤسسة التعليمية البلدية للميزانية
مدرسة التعليم الثانوي №7 PORONAYSKA
التطوير المنهجي لتجربة مظاهرة
في موضوع الفيزياء
"مقدار الحرارة والسعة الحرارية"
للطلاب في الصف الثامن
مدرسة MBOU الثانوية رقم 7 ، بورونايسك
بورونايسك
2014
1 المقدمة
2. الجزء الرئيسي
3 - الخلاصة
4. الدعم الفني
1 المقدمة
أقوم بتدريس الفيزياء في الصفوف من 7 إلى 11 في مدرسة بورونايسك الثانوية منذ 1994. لغرس الاهتمام بموضوعي ، أعتقد أن التجربة التوضيحية ضرورية ، وهي جزء عضوي لا يتجزأ من فيزياء المدرسة الثانوية.
تشكل التجارب التوضيحية أفكارًا أولية متراكمة مسبقًا ، والتي في بداية دراسة الفيزياء ليست صحيحة للجميع. طوال مسار الفيزياء ، تعمل هذه التجارب على تجديد وتوسيع آفاق الطلاب. إنها تؤدي إلى تصحيح الأفكار الأولية حول الظواهر والعمليات الفيزيائية الجديدة ، وتكشف عن الأنماط ، وتقدم طرق البحث ، وتبين هيكل وتشغيل الأجهزة والمنشآت الجديدة. تُعد تجربة العرض التوضيحي مصدرًا للمعرفة وتطور مهارات وقدرات الطلاب.
تعتبر التجربة ذات أهمية خاصة في المراحل الأولى من التعليم ، أي في الصفوف 7-8 ، عندما يبدأ الطلاب في دراسة الفيزياء لأول مرة. أعتقد أنه من الأفضل أن ترى مرة واحدة بدلاً من أن تسمع مائة مرة.
2. الجزء الرئيسي
الغرض من هذا التطوير: إظهار إمكانيات استخدام "المعمل الرقمي" في العملية التعليمية. النظر في استخدام معمل "أرخميدس" في دراسة موضوع "الظواهر الحرارية" في الصف الثامن:
توضيح. كمية الحرارة والسعة الحرارية
غرض مظاهرةتبين إمكانية قياس الحرارة النوعية لمادة ما
أثناء العرض ، يتم إدخال عناصر المعرفة "مقدار الحرارة" ، "السعة الحرارية النوعية لمادة". لتشكيل أفكار حول السعة الحرارية المحددة ككمية مادية يمكن قياسها ، يُقترح إجراء عدد من التجارب البسيطة.
قبل إجراء سلسلة من التجارب حول مفهوم السعة الحرارية ، يتم تشجيع الطلاب على التحدث عن تاريخ إدخال مفهوم "السعة الحرارية للجسم" في وقت كان يُنظر فيه إلى "كمية الحرارة" على أنها مقدار سائل غير مرئي وعديم الوزن “كالوريك” ، وكانت درجة الحرارة مقياسًا لمستوى السائل في الجسم. اعتبرت "السعة الحرارية للجسم" معامل التناسب بين درجة الحرارة وكمية "السعرات الحرارية" المتدفقة في الجسم. كلما زادت سعة الوعاء ، قل التغير في السائل الذي يسكب فيه ، زادت السعة الحرارية للجسم - قل التغير في مستوى درجة الحرارة فيه.
ومع ذلك ، اتضح أنه مع نفس كتلة الأجسام من مواد مختلفة ، وبنفس كمية الحرارة التي يتلقاها جسم آخر ، تتغير درجة حرارتها بطرق مختلفة. لذلك ، تم تقديم مفهوم السعة الحرارية النوعية لمادة ما ، وتم حساب "السعة الحرارية للجسم" كمنتج لكتلة الجسم من خلال السعة الحرارية النوعية للمادة التي صنعت منها.
وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن كمية الحرارة Q هي التغيير في الطاقة الداخلية للجسم في الظروف التي لا يقوم فيها الجسم بعمل. السعة الحرارية C هي معامل التناسب بين كمية الحرارة التي يتلقاها الجسم أو يخرجه منها والتغير في درجة حرارته.
لتقدير السعة الحرارية لمادة مقارنة بآخر (ماء) ، تُعطى نفس كمية الطاقة لنفس كتلة مادة (ماء وكحول) ويتم تسجيل التغير في درجة الحرارة الناتج عن إضافة هذه الطاقة .
الخبرة: فرق في السعة الحرارية للماء والكحول
يمكن التوصل إلى استنتاج مفاده أن السعة الحرارية للماء أكبر من السعة الحرارية للكحول من خلال إظهار أن الحصول على نفس الكمية من الحرارة يسخن الكحول بعدد أكبر من الدرجات.
تسخين أسطوانتين في ماء مغلي ، يتم خفض أحدهما بملعقة ذوبان في أنبوب اختبار بالماء ، والآخر في أنبوب اختبار به كحول في درجة حرارة الغرفة.
بعد وضع الأسطوانات في أنابيب الاختبار ، يلزم الإمساك بالجزء العلوي من أنبوب الاختبار لإدخال المستشعر بسرعة ، وتثبيت جسم المستشعر على لوح فولاذي والبدء في تحريك السائل في أنبوب الاختبار عن طريق تدوير أنبوب الاختبار حوله المستشعر. يوضح الرسم البياني انخفاضًا في درجة حرارة المستشعر إلى ما دون درجة حرارة الغرفة بسبب تبخر السائل عند طرف المستشعر ، ثم زيادة إلى الحد الأقصى بسبب تسخين الماء والعنصر الحساس للمستشعر بالقرب من الأسطوانة الساخنة ، ثم الوصول إلى قيمة ثابتة بسبب تقليب السائل في أنبوب الاختبار. كما ترى ، لا يصل التغير الملحوظ في درجة الحرارة إلى الفرق المطلوب المقابل للاختلاف في السعات الحرارية (بحوالي عامل 2).
للوصول إلى القيم المطلوبة ، يوصى بإجراء تجربة باستخدام أسطوانات مسخنة لدرجة حرارة لا تزيد عن 80 0 C ، حيث يغلي الكحول عند 87 0 ج. القيمة العددية الدقيقة لدرجة الحرارة الأولية للأسطوانات غير مهمة ، طالما أنها متماثلة تقريبًا.
3 - الخلاصة
4. الدعم الفني
شاشة وجهاز عرض للوسائط المتعددة
5- قائمة الأدب المستعمل
الأقسام: الفيزياء
الغرض من العملعبارة عن تعميم للمهام التجريبية التي يقوم بها طلاب الصف الثامن في المنزل عند دراسة أنواع مختلفة من نقل الحرارة.
مهام:
I. تجارب على التوصيل الحراري.
من أجل فهم جوهر ظاهرة التوصيل الحراري بشكل أفضل ، من الضروري شرح الظواهر التالية:
أ)لماذا تبدو الأجسام المعدنية أبرد من الخشب عند نفس درجة الحرارة؟
إجابه:يمتلك الخشب موصلية حرارية رديئة ، لذلك عندما نلمس شيئًا خشبيًا ، فإن جزءًا صغيرًا من الجسم في متناول اليد يسخن. من ناحية أخرى ، يتمتع المعدن بموصلية حرارية جيدة ، لذلك ترتفع درجة حرارة منطقة أكبر بكثير عند ملامستها لليد. ينتج عن هذا المزيد من تبديد الحرارة من اليد والتبريد.
ب)لماذا تصنع مقابض الصنابير وخزانات الماء الساخن من الخشب أو البلاستيك؟
إجابه:الخشب والبلاستيك لديهم توصيل حراري ضعيف.
الخامس)هل يوفر الطوب العادي أو المسامي عزلًا حراريًا أفضل للمبنى؟
إجابه:يحتوي الطوب المسامي على هواء في مسامها ، مما يؤدي إلى ضعف الموصلية الحرارية ، وبالتالي ، فإنه يوفر عزلًا حراريًا أفضل للمبنى.
ز)هل الهواء يستخدم كمواد بناء؟
إجابه:نعم ، يتم استخدامه ، لأن المواد الرغوية والطوب المسامي والصوف الزجاجي تحتوي على هواء ضعيف التوصيل الحراري.
ه)اعتمادًا على حجم مسام الرغوة ، تختلف كثافتها. هل تعتمد التوصيل الحراري للرغوة على كثافتها؟
إجابه:كلما قلت كثافة الرغوة ، زاد عدد المسام التي يحتلها الهواء ، الذي يعاني من ضعف التوصيل الحراري. وبالتالي ، فكلما قلت كثافة الرغوة ، قلت موصليةها الحرارية.
ز)لماذا يتم وضع إطارات مزدوجة؟
ح)لماذا تتجمد الطيور في كثير من الأحيان أثناء الطيران؟
إجابه:في الصقيع ، تجلس الطيور متجمعة ، مما يخلق غلافًا هوائيًا حول أجسادهم. أثناء الطيران ، يتغير الهواء من جسم الطائر طوال الوقت ، مما يزيل الحرارة.
ثانيًا. تجارب الحمل الحراري.
بالإضافة إلى هذه المهام التجريبية ، تمت الإجابة على الأسئلة التالية:
أ)لماذا تنفجر من نافذة مغلقة بإحكام في الطقس البارد؟
إجابه:الزجاج درجة حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة. يبرد الهواء القريب من الزجاج ويغوص لأسفل مع كثافته ، ثم يسخن بالقرب من البطارية ويتحرك في جميع أنحاء الغرفة مرة أخرى. يتم الشعور بحركة الهواء بالقرب من النافذة.
ب)أين من الأفضل توفير موقع النافذة؟
إجابه:من الأفضل وضع النافذة في الجزء العلوي من النافذة. الهواء الدافئ أخف ، ويقع في الجزء العلوي من الغرفة ، وسيتم استبداله بهواء بارد من الشارع. مع هذا الترتيب للفتحات ، سيتم تهوية الغرفة بسرعة أكبر.
الخامس)متى يكون السحب في الأنبوب أفضل - في الشتاء أم في الصيف؟
إجابه:سيكون السحب أفضل في الشتاء ، عندما يكون الفرق بين درجة حرارة الهواء المسخن في الأنبوب والخارج أكبر ، فإن فرق الضغط في أعلى وأسفل الأنبوب سيكون أكثر أهمية.
ز)ما هو الدور الذي يلعبه الحمل الحراري في تسخين الماء في الغلاية؟
إجابه:ترتفع طبقات الماء الساخنة ، كالأخف وزنا ، تفسح المجال للطبقات الباردة. وبالتالي ، بسبب حركة تدفق الحمل الحراري ، يتم تسخين كل الماء في الغلاية.
ه)لماذا يتحول غطاء المصباح أو السقف إلى اللون الأسود فوق المصابيح المتوهجة؟
إجابه:ترتفع تيارات الهواء الحراري من المصابيح المتوهجة ، حاملة جزيئات الغبار بعيدًا ، والتي تستقر بعد ذلك على غطاء المصباح أو السقف.
ه)لماذا تتأرجح أوراق الحور الرجراج حتى في الطقس الهادئ؟
إجابه:مقارنة بالأشجار الأخرى ، فإن أوراق الحور الرجراج هي قصاصات طويلة ورقيقة. توجد تيارات حرارية عمودية فوق الأرض حتى في الطقس الهادئ. بسبب بنيتها ، فإن أوراق الحور الرجراج حساسة لأي تقلبات في الهواء ، حتى وإن كانت طفيفة.
ز)هل يمكنك حفظ الآيس كريم مع مروحة؟
إجابه:لا ، لا يمكنك ذلك ، لأن تدفق الهواء القادم من المروحة سيحمل باستمرار الهواء البارد الذي يتشكل حول الآيس كريم ، وبالتالي تسريع عملية تبادل الهواء ، وسوف يذوب الآيس كريم بشكل أسرع.
ح)ما هي الظواهر الطبيعية التي تحدث بسبب الحمل الحراري؟
إجابه:تهب الرياح في الغلاف الجوي للأرض. وجود تيارات بحرية دافئة وباردة وعمليات بناء الجبال.
ثالثا. تجارب الاشعاع.
لفهم هذه الظاهرة ، تمت الإجابة على الأسئلة التالية:
أ)لماذا يذوب الجليد في المدينة أسرع منه خارج المدينة؟
إجابه:الثلج في المدينة أقذر ، لذلك يمتص الطاقة بشكل أفضل ويذوب
ب)في أي من الوعاءين يغلي الماء أسرع في الضوء أم يُدخن؟
إجابه:مدخن لأن هذا السطح سوف يمتص الطاقة بشكل أفضل.
الخامس)لماذا يصنع دورق الترمس معكوسة؟
إجابه:لاستبعاد التسخين بالطاقة المشعة.
رابعا. تلميحات مفيدة.
استنتاج.
تمت دراسة الظواهر التي نواجهها باستمرار في الحياة اليومية ليس فقط في الفصل الدراسي ، ولكن أيضًا في المنزل ، حيث يمكن للطلاب شرحها لوالديهم. ساعدت هذه التجارب والأسئلة على فهم أفضل لموضوع "أنواع انتقال الحرارة". سمح لنا تحليل النتائج بتقديم "نصائح مفيدة". وتجدر الإشارة إلى أنه يجب تنفيذ جميع الأعمال التجريبية بعناية فائقة ، بما يتوافق مع إجراءات السلامة.
المؤلفات.
يتم وضع نص العمل بدون صور وصيغ.
النسخة الكاملة من العمل متاحة في علامة التبويب "ملفات العمل" بتنسيق PDF
1 المقدمة.
تم تطوير المشروع وفقا لمعايير التعليم الثانوي العام في الفيزياء. عند كتابة هذا المشروع ، تم النظر في دراسة الظواهر الحرارية واستخدامها في الحياة اليومية والتكنولوجيا. بالإضافة إلى المواد النظرية ، يتم إيلاء الكثير من الاهتمام للعمل البحثي - فهذه تجارب تجيب على الأسئلة "ما هي الطرق التي يمكن بها تغيير الطاقة الداخلية للجسم؟" ترتفع درجة حرارة السطح أكثر "؛ البحث عن المعلومات والصور الفوتوغرافية ومعالجتها.وقت العمل في المشروع: 1 - 1.5 شهر. أهداف المشروع: * التنفيذ العملي للمعرفة بظواهر الحرارة المتاحة لأطفال المدارس ؛ * تكوين المهارات لأنشطة البحث المستقلة ؛ * تنمية الاهتمامات المعرفية ؛ * تنمية التفكير المنطقي والتقني ؛ * تنمية القدرات لاكتساب مستقل للمعرفة الجديدة في الفيزياء وفقًا للاحتياجات والمصالح الحيوية ؛
2. الجزء الرئيسي.
2.1. الجزء النظري
في الحياة ، نواجه ظواهر حرارية بشكل يومي. ومع ذلك ، لا نعتقد دائمًا أنه يمكن تفسير هذه الظواهر إذا كنا نعرف الفيزياء جيدًا. في دروس الفيزياء ، تعرفنا على طرق تغيير الطاقة الداخلية: نقل الحرارة وأداء العمل على الجسم أو الجسم نفسه. عندما يتلامس جسمان بدرجات حرارة مختلفة ، تنتقل الطاقة من جسم ذي درجة حرارة أعلى إلى جسم ذي درجة حرارة منخفضة. ستستمر هذه العملية حتى تتساوى درجات حرارة الأجسام (يحدث التوازن الحراري). في هذه الحالة ، لا يتم تنفيذ أي عمل ميكانيكي. تسمى عملية تغيير الطاقة الداخلية دون القيام بعمل على الجسم أو على الجسم نفسه بنقل الحرارة أو نقل الحرارة. مع انتقال الحرارة ، يتم دائمًا نقل الطاقة من الجسم الأكثر دفئًا إلى الجسم الأقل سخونة. لا تحدث العملية العكسية تلقائيًا (من تلقاء نفسها) ، أي أن التبادل الحراري لا رجوع فيه. يحدد انتقال الحرارة أو يصاحب العديد من العمليات في الطبيعة: تطور النجوم والكواكب ، عمليات الأرصاد الجوية على سطح الأرض ، إلخ. أنواع نقل الحرارة: التوصيل الحراري ، الحمل الحراري ، الإشعاع.
توصيل حراريتسمى ظاهرة انتقال الطاقة من الأجزاء الأكثر سخونة في الجسم إلى الأجزاء الأقل سخونة نتيجة للحركة الحرارية وتفاعل الجسيمات التي يتكون منها الجسم.
تتمتع المعادن بأعلى موصلية حرارية - فهي تمتلكها أكثر بمئات المرات من الماء. الاستثناءات هي الزئبق والرصاص ، ولكن حتى هنا الموصلية الحرارية أكبر بعشر مرات من تلك الخاصة بالماء.
عندما تم إنزال السماعة المعدنية في كوب من الماء الساخن ، سرعان ما أصبحت نهاية السماعة ساخنة أيضًا. وبالتالي ، فإن الطاقة الداخلية ، مثل أي نوع من الطاقة ، يمكن أن تنتقل من جسم إلى آخر. يمكن نقل الطاقة الداخلية من جزء من الجسم إلى جزء آخر. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا تم تسخين أحد طرفي الظفر في اللهب ، فإن الطرف الآخر ، الموجود في اليد ، سوف يسخن تدريجياً ويحرق اليد.
2.2. الجزء العملي.
دعونا ندرس هذه الظاهرة بإجراء سلسلة من التجارب على المواد الصلبة والسائلة والغازية.
رقم الخبرة 1
أخذوا أشياء مختلفة: ملعقة ألمنيوم ، وأخرى خشبية ، والثالثة - بلاستيكية ، والرابعة - من سبيكة غير قابلة للصدأ ، والخامسة - فضية. يعلق مشابك ورق بكل ملعقة مع قطرات عسل. نضع الملاعق في كوب من الماء الساخن بحيث تخرج منه المقابض ذات المشابك الورقية في اتجاهات مختلفة. ستسخن الملاعق ، ومع تسخينها يذوب العسل وتسقط المواد الغذائية الأساسية.
بالطبع يجب أن تكون الملاعق بنفس الشكل والحجم. عندما يحدث التسخين بشكل أسرع ، فإن هذا المعدن يوصل الحرارة بشكل أفضل ، يكون أكثر توصيلًا للحرارة. من أجل هذه التجربة ، تناولت كوبًا من الماء المغلي وأربعة أنواع من الملاعق: الألومنيوم والفضة والبلاستيك وغير القابل للصدأ. غمستهم واحدًا تلو الآخر في كوب وقمت بضبط الوقت: كم دقيقة سيستغرقها التسخين. هذا ما فعلته:
الخلاصة: الملاعق المصنوعة من الخشب والبلاستيك تستغرق وقتًا أطول في التسخين من الملاعق المصنوعة من المعدن ، مما يعني أن المعادن تتمتع بموصلية حرارية جيدة.
رقم الخبرة 2
لنضع نهاية عصا خشبية في النار. سوف تشتعل. سيكون الطرف الآخر من العصا بالخارج باردًا. هذا يعني أن الخشب لديه توصيل حراري ضعيف.
نأتي بنهاية قضيب زجاجي رفيع إلى شعلة مصباح الروح. بعد فترة ، ستسخن ، لكن الطرف الآخر سيبقى باردًا. وبالتالي ، فإن الزجاج أيضًا لديه توصيل حراري ضعيف.
إذا قمنا بتسخين نهاية قضيب معدني في اللهب ، فحينئذٍ سيكون القضيب بأكمله ساخنًا جدًا. لن نتمكن بعد الآن من الاحتفاظ بها في أيدينا.
هذا يعني أن المعادن توصل الحرارة بشكل جيد ، أي أن لديها موصلية حرارية عالية. على طاقم العمل ، go-ri-zon-tal-but-crepe-flax ster-zhen. على القضيب ، يتم تثبيت المسامير المعدنية بشمع يشبه الشمع من خلال فتحات فردية.
يتم وضع شمعة على حافة القضيب. نظرًا لأن حافة القضيب على-gre-wa-et-sya ، ثم في-ste-pen-no-ster-zhen pro-gre-va-et-sya. عندما تصل الحرارة إلى المكان الذي يتم فيه تثبيت الأزرار بالقضيب ، يذوب ste-a-rin ويسقط القرنفل. نرى أنه في هذه التجربة لا توجد مسألة pe-re-no-sa ، شارك في الإجابة بيطري ، لكن na-blu-da-em-sya Warm-lo-pro-water ness.
رقم الخبرة 3
المعادن المختلفة لها موصلية حرارية مختلفة. في دراسة الفيزياء ، يوجد جهاز يمكننا من خلاله التأكد من أن المعادن المختلفة لها موصلية حرارية مختلفة. ومع ذلك ، في المنزل ، تمكنا من التحقق من ذلك بمساعدة جهاز محلي الصنع.
جهاز لعرض الموصلية الحرارية المختلفة للمواد الصلبة.
لقد قمنا بتصنيع جهاز لعرض الموصلية الحرارية المختلفة للمواد الصلبة. للقيام بذلك ، استخدموا علبة فارغة من ورق الألمنيوم ، وحلقتين من المطاط (محلي الصنع) ، وثلاث قطع من الأسلاك المصنوعة من الألومنيوم والنحاس والحديد ، والبلاط ، والماء الساخن ، و 3 تماثيل صغيرة لرجال مرفوعة أيديهم ، مقطوعة من ورق.
طريقة تصنيع الجهاز:
ثني السلك على شكل حرف "G" ؛
تقويتها خارج العلبة بحلقات مطاطية ؛
علق رجال الورق من الأجزاء الأفقية لمقاطع الأسلاك (باستخدام البارافين المنصهر أو البلاستيسين).
التحقق من تشغيل الجهاز... صب الماء الساخن في جرة (إذا لزم الأمر ، قم بتسخين جرة من الماء على موقد كهربائي) وراقب الشكل الذي يتساقط أولاً ، وثانيًا ، وثالثًا.
نتائج.الرقم الأول سوف يسقط ، مثبتًا على سلك نحاسي ، والثاني - على الألومنيوم ، والثالث - على الفولاذ.
استنتاج.المواد الصلبة المختلفة لها موصلية حرارية مختلفة.
تختلف الموصلية الحرارية للمواد المختلفة.
الخبرة رقم 4
دعونا ننظر الآن في الموصلية الحرارية للسوائل. خذ أنبوب اختبار بالماء وابدأ في تسخين الجزء العلوي منه. سيغلي الماء الموجود على السطح قريبًا ، وفي قاع أنبوب الاختبار ، سوف يسخن فقط خلال هذا الوقت. هذا يعني أن الموصلية الحرارية للسوائل منخفضة.
رقم الخبرة 5
دعونا نفحص التوصيل الحراري للغازات. ضع أنبوب اختبار جاف على إصبعك وقم بتسخينه رأسًا على عقب في شعلة مصباح كحول. في هذه الحالة ، لن يشعر الإصبع بالدفء لفترة طويلة. هذا يرجع إلى حقيقة أن المسافة بين جزيئات الغاز أكبر من السوائل والمواد الصلبة. وبالتالي ، فإن الموصلية الحرارية للغازات تكون أقل.
الصوف والشعر وريش الطيور والورق والثلج والأجسام المسامية الأخرى لديها توصيل حراري ضعيف.
هذا يرجع إلى حقيقة وجود هواء بين ألياف هذه المواد. والهواء موصل رديء للحرارة.
لذلك يتم الحفاظ على العشب الأخضر تحت الثلج ، والحفاظ على المحاصيل الشتوية من التجمد.
رقم الخبرة 6
قام بلف كرة صغيرة من الصوف القطني ولفها حول لمبة الترمومتر ، والآن أمسك الترمومتر على مسافة معينة من اللهب ولاحظ ارتفاع درجة الحرارة. ثم ضغطت الكرة نفسها من الصوف القطني ولفتها بإحكام حول لمبة الترمومتر وأعادتها إلى المصباح. في الحالة الثانية ، سيرتفع الزئبق بشكل أسرع. هذا يعني أن الصوف القطني المضغوط يوصل الحرارة بشكل أفضل!
أقل الموصلية الحرارية يمتلكها الفراغ (مساحة خالية من الهواء). يفسر ذلك حقيقة أن التوصيل الحراري هو نقل الطاقة من جزء من الجسم إلى جزء آخر ، والذي يحدث أثناء تفاعل الجزيئات أو الجسيمات الأخرى. في مكان لا توجد فيه جزيئات ، لا يمكن إجراء الموصلية الحرارية.
3 - الخلاصة.
المواد المختلفة لها موصلية حرارية مختلفة.
المواد الصلبة (المعادن) لها موصلية حرارية عالية ، وسوائل قليلة ، وغازات فقيرة.
يمكننا استخدام الموصلية الحرارية للمواد المختلفة في الحياة اليومية والتكنولوجيا والطبيعة.
ظاهرة التوصيل الحراري متأصلة في جميع المواد ، بغض النظر عن حالة التجميع التي توجد فيها.
الآن ، بدون صعوبة ، يمكنني الإجابة على الأسئلة وشرحها من وجهة نظر مادية:
1- لماذا تنفث الطيور ريشها في الطقس البارد؟
(يوجد هواء بين الريش ، والهواء موصل رديء للحرارة).
2. لماذا تحافظ الملابس الصوفية على البرودة بشكل أفضل من الملابس الاصطناعية؟
(يوجد هواء بين الشعر لا يوصل الحرارة بشكل جيد).
3. لماذا تنام القطط ملتفة على شكل كرة في الشتاء عندما يكون الجو باردًا؟ (عندما تلتف على شكل كرة ، فإنها تقلل من مساحة السطح التي تنبعث منها الحرارة).
4. لماذا مقابض لحام الحديد والمكاوي والمقالي والأواني مصنوعة من الخشب أو البلاستيك؟ (يتمتع الخشب والبلاستيك بموصلية حرارية رديئة ، لذلك عند تسخين الأشياء المعدنية ، لن نحرق أيدينا ، ونمسك بمقبض خشبي أو بلاستيكي).
5. لماذا يتم تغطية شجيرات النباتات والشجيرات المحبة للحرارة بنشارة الخشب لفصل الشتاء؟
(نشارة الخشب موصلة رديئة للحرارة ولذلك فإن النباتات مغطاة بنشارة الخشب حتى لا تتجمد).
6. أي الأحذية تحمي بشكل أفضل من الصقيع: ضيقة أم فضفاضة؟
(واسعة ، لأن الهواء لا ينقل الحرارة بشكل جيد ، فهي طبقة أخرى في الحذاء تحتفظ بالحرارة).
4. قائمة الأدب المستخدم.
الإصدارات المطبوعة:
1.A.V. Peryshkin Physics Grade 8 -M: Bustard، 2012.
2- محادثات إم آي بولودوف في الفيزياء الجزء الأول - م: التنوير 1984.
موارد الإنترنت:
1. http://class-fizika.narod.ru/8_3.htm
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/٪D0٪A2٪D0٪B5٪D0٪BF٪D0٪BB٪D0٪BE٪D0٪BF٪D1٪80٪D0٪BE٪D0٪B2 ٪ D0٪ BE٪ D0٪ B4٪ D0٪ BD٪ D0٪ BE٪ D1٪ 81٪ D1٪ 82٪ D1٪ 8C
