Рівняння теплового балансу: План-конспект уроку з фізики

План- конспект уроку з фізики.

 тема:  Рівняння тепловогу балансу.

 мета:  з”ясувати , в чому суть рівняння теплового баланау.

 завдання: виховне: виховати інтерес до предмету.

                   розвиваюче: розвити логічне мислення, увагу, уяву, пам”ять.

                   дидактичне:  перевірити ступінь оволодіння темою.

 тип уроку:  урок пояснення нового матеріалу.

План уроку.

 1. Організаційний момент                                                                   2хв.

 2. Актуалізація опорних знань                                                            5 хв.

 3. Вивчення нового матеріалу                                                            20 хв.

 4. Закріплення нового матеріалу                                                        13 хв.

 5. Підсумок уроку                                                                                  3 хв.

 6. Домашнє завдання                                                                             2 хв.

Конспект уроку.

1.  Організаційний момент.

2.  Актуалізація опор них знань.

1.  Що називають внутрішньою енергією? (енергія взаємодії і руху частинок).

2.  Що називають питомою теплоємністю речовини? (кількість теплоти, що потрібна для збільшення температури речовини  масою 1 кг на 1⁰ С).

3.  Що називають питомою теплотою плавлення? (кількість теплоти, що необхідно надати 1 кг твердого тіла для перетворення йог в рідину при сталій температурі).

4.  Що називають питомою теплотою пароутворення? (к- ть теплоти, що потрібно надати 1 кг рідини для перетворення в пар при сталій температурі).

5.  У яких одиницях вимірюється питома теплота пароутворення?

()

6.  За якою формулою обчислюється зміна внутрішньої енергії при конденсації? (Q=-rm)

3.  Вивчення нового матеріалу.

З досліду знаємо, що якщо два чи декілька тіл з різними температурами привести до взаємодії, то між ними буде проходити процес передачі теплоти від більш нагрітого тіла до менш нагрітого тіла, що призведе до вирівнювання температур. Під теплообміном розуміють процес обміну внутрішніми енергіями взаємодіючих тіл чи частин тіла. Кількісною характеристикою цього процесу є кількість теплоти.

При теплообміні виконується закон збереження кількості теплоти: кількість теплоти , що віддається тілом з більш високою теспературою рівна кількості теплоти, що отримує тіло з більш низькою температурою.

   Q₁ = Q₂            c₁m₁= c₂ m₂

4.  Закріплення нового матеріалу.

 Сьогодні ми розглянемо задачі 3-х типів:

·  в яких за умовою проходить обмін енергією без агрегатних станів;

·  в яких проходять фазові переходи, відомий кінцевий стан ситеми ( температура)

·  задачі, в яких проходять фазові переходи, але не відома кінцева температура.

При розв”взуванні задач перших двох типів ми будемо користуватися рівнянням теплового балансу, із якого визначається невідома величина. При розв”взуванні задач скористуємося теоремою про середню температуру:

“ якщо в теплообміні беруть участь вода, калориметр і нагріте тіло, маси, теполоємності і температури яких відповідно рівні: m₁c₁t₁; m₂c₂t₂; m₃c₃t₃, то температура суміші визначається за формулою:

Q=(*)

Задача 1-го типу:

Знайти загальну температуру, що встановиться, якщо в латунний калориметр масою 150г з 200г води при температурі t=12⁰ C опустити металеву гирю масою 250г, нагріту до 100⁰С.

Розв”язання.

c₁= 4,2*10³ ;      c₂=0,4*10³ ;  c₃=;

Використовуємо формулу (*).  Маємо відповідь: Q=22⁰C.

Задачі 2-го типу.

1.  якщо в теплообміні беруть участь декілька тіл, то сумарна кількість теплоти дорівнює нулю:

Q₁+Q₂+….+Q_n=0

2.  якщо в теплообміні беруть учась декілька тіл, кількість теплоти тіл, що віддають рівна еількості теплоти тіл, що приймають:

Q₁+Q₂+…+Q_n=Q₁^’+Q₂^’+…Q_n^’

В калориметр, що містить 250г водипри 15⁰С, вкинуто 20г мокрого снігу. Температура в калориметрі знизилась на 5⁰С. Скільки води було в снігові? Теплоємністю калориметра знехтуємо.

Розв”язання.

=3,3*10⁵;     с = 380 ;

В мокрому снігові знаходиться вода масою m₃ і льод масою (m₂-m₃). При теплообміні вода масою m₁,що знаходиться при T₁, охолоджуючись, віддає кількість теплоти: Q₁ =-c₁m₁T. Льод в процесі плавлення отримує теплоту Q₂=(m₂-m₃). Вода масою m₁ при нагріванні від T₀ до T₂=283K отримала теплоту Q₃=cm₂(T₂-T). Згідно закону збереження і перетворення енергії в процесі теплообміну маємо:

m₃=8,5 *10^-4кг.

                 Відповідь: 8,5*10^-4кг.

5.  Підсумок уроку.

6.  Домашнє завдання.

     Підручник Гончаренка. с.94-103.

     Задача. суміш, що складається із 5кг льоду і 15кг води при 0⁰С потрібно нагріти до 80⁰С пропусканням водяного пару при 100⁰С. Визначити необхідну кількість пари. Теплоємністю посудини знехтувати.