Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Энергия топлива. Удельная теплота сгорания" 8 класс

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 23
муниципального образования Усть-Лабинский район
хутора Братского Краснодарского края
Конспект урока по физике
«Энергия топлива. Удельная теплота сгорания»
8 класс
Фоминова Елена Владимировна,
учитель физики и информатики
МБОУ СОШ № 23
МО Усть-Лабинский район
2017-2018 учебный год
Автор Фоминова Е.В., учитель физики и информатики МБОУ СОШ № 23
МО Усть-Лабинский район хутора Братского Краснодарского края
Тема «Энергия топлива. Удельная теплота сгорания»
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.
Демонстрация.
1. Нагревание воды при сгорании сухого горючего (или газа) в горелке.
2. Модели атомов углерода, кислорода и образовавшуюся молекулу углекислого газа.
Оборудование: коллекция видов топлива; таблица "Удельная теплота сгорания некоторых
видов топлива"; модели молекул углерода и кислорода; вода, пробирка, держатель, спички,
спирт; на каждую парту: фольга размером 2·2 см - две штуки, картон размером 10-20 см - одна
штука, пипетки медицинские, пузырьки со спиртом и бензином, вата, спички.
Ход урока
1. Организационный момент.
Эпиграф к уроку: «Чтобы согреть других, свеча должна сгореть». Майкл Фарадей
Сообщение темы урока и целей урока.
Слайд 1
2. Актуализация знаний
Самостоятельная работа по вариантам (см. приложение 1)
Ответы:
Вариант
1
2
3
4
5
№1
2
4
1 и 3
2
4
№2
4
2
3
1
3
№3
3
1
3
2
1
№4
837,9кДж
420 Дж/(кг
0
С)
760 кДж
3360 кДж
2 кг
3. Объяснение новой темы.
Демонстрация. Нагревание воды при сгорании сухого горючего (или газа) в горелке.
Учитель. 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.
Слайд 2
Вопрос. За счёт чего при горении выделяется энергия?
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+О
2
=СО
2
.
Слайд 3
Топливо – вещества с высоким содержанием углерода: уголь, нефть, торф, природный газ,
дрова и др., при сгорании которых выделяется большое количество энергии.
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). Рассмотрим различные виды топлива из коллекции.
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.
Демонстрация. Модели атомов углерода, кислорода и образовавшуюся молекулу углекислого
газа.
Учитель: Каждый атом углерода соединяется с двумя атомами кислорода, при этом
образуется молекула углекислого газа и выделяется энергия в виде тепла. Важно уметь
рассчитывать энергию, которая выделяется при сгорании. Как определить, какое количество
теплоты выделяется при сгорании топлива? Опытным путем находят, какое количество
теплоты выделится при полном сгорании одинакового количества топлива различных видов.
Слайд 4
Вопрос. Где используется топливо?
Слайд 5
Обратите внимание! При сгорании топлива потребляется кислород, содержащийся в
атмосферном воздухе. Выделяется вредный углекислый газ. Использование топлива наносит
ущерб окружающей среде! Подумайте, как можно его уменьшить? (Заслушиваются ответы
учеников)
Количество теплоты, выделяемое при сгорании, обычно характеризуют удельной
теплотой сгорания
Слайд 6
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 ∙10
7
Дж/кг, для
торфа q=1,4 ∙10
7
Дж/кг, q – табличная величина.
Задание. Рассмотрим таблицу "Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива"
Вопрос: 1. Что это означает, что удельная теплота сгорания торфа 1,4·10
7
Дж/кг? (Это
значит, что при полном сгорании торфа массой 1 кг выделится 1,4·10
7
Дж теплоты.)
2. Что это означает, что удельная теплота сгорания нефти 4,4·10
7
Дж/кг? (Это значит, что при
полном сгорании нефти массой 1 кг выделится 4,4·10
7
Дж теплоты.)
Учитель: А если сжечь 2 кг нефти? (Тогда полном сгорании нефти массой 2 кг выделится
теплоты в два раза больше, то есть 4,4·10
7
Дж.)
Опыт: 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.
Вопросы: 1. Одинаково ли нагрелись кусочки фольги? (Кусочек фольги, где сгорел бензин,
нагрелся сильнее.)
2. Какое топливо спирт или бензин, выделило больше тепла при полном сгорании? (Бензин
выделил больше тепла, чем спирт)
Слайд 7
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 из сборника В.И. Лукашика № 1044. В печи сгорели сухие сосновые дрова
объемом 0,01 м
3
и торф массой 5 кг. Сколько теплоты выделилось в печи?
Дано: Решение:
V=0,01 м
3
Q= Q
1
+Q
2
(1); Q
1
= q
1
·m
1
(2); Q
2
= q
2
·m
2
(3)
m
2
=5 кг m
1
=V·
(4)
q
1
=13·10
6
Дж/кг Из формул (1-4) получим
q
2
=14·10
6
Дж/кг Q= q
1
· V·
+ q
2
·m
2
=13·10
6
Дж/кг·0,01 м
3
· 0,4·10
3
кг/м
3
+
=0,4·10
3
кг/м
3
+ 14·10
6
Дж/кг · 5 кг=52·10
6
Дж+70·10
6
Дж=122·10
6
Дж=122МДж
Q-?
Ответ: 122 МДж
5.Подведение итогов. Рефлексия.
Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала с помощью
таблицы, содержащей названия основных этапов урока.
Критерии оценивания:
1 балл – я не знаю, не понимаю, не умею, не справляюсь.
2 балла – я знаю, понимаю, умею, справляюсь, но не всегда.
3 балла - я знаю, понимаю, умею, справляюсь со всем.
Этап
урока
Проверка
домашнего
задания
Решение
устных
задач
Изучение
нового
материала
Устный
опрос
Работа с
текстом
Домашнее
задание на
следующий урок
Баллы
Слайд 8
6. Домашнее задание:
§10, упражнение 5, Сборник задач В.И. Лукашик №№ 1038, 1045.
Список использованной литературы:
1. Громцева О.И. Контрольные и самостоятельные работы по физике. 8 класс: к учебнику
А.В. Перышкина «Физика. 8 класс» - М.: Издательство «Экзамен», 2017
2. Чеботарева А.В. Тесты по физике. 8 класс: : к учебнику А.В. Перышкина «Физика. 8
класс» - М.: Издательство «Экзамен», 2014
3. Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений. – М.:
Дрофа, 2014.
4. Шлык Н.С. Поурочные разработки по физике. 8 класс. –М.: ВАКО, 2017
5. Тимербаева М.Б. Энергия топлива. Удельная теплота сгорания.
http://festival.1september.ru/articles/591879/
Приложение 1
Вариант 1 (к уроку 13 8 класс)
1.Количество теплоты - это
1) изменение внутренней энергии при излучении;
2) энергия, которую тело получает или отдает при теплоотдаче;
3) работа, которая совершается при нагревании тела;
4) энергия, получаемая телом при нагревании.
2. В каком случае телу передано большее количество теплоты, когда его нагрели от 0
0
С до
10
0
С (№1), от 10
0
С до 20
0
С (№2), от 20
0
С до 30
0
С (№1)?
1) №1; 2) №2; 3) № 3; 4) количества теплоты одинаковы.
3. Удельная теплоемкость зависит от
1) массы тела; 2) того, на сколько изменилась температура тела;
3) рода вещества, из которого состоит тело.
4. Перед горячей штамповкой латунную болванку массой 3 кг нагрели от 15
0
С до 750
0
С. Какое
количество теплоты получила болванка? Удельная теплоемкость латуни 380 Дж/(кг
0
С).
Вариант 2 (к уроку 13 8 класс)
1.Количество теплоты зависит от
1) массы тела; 2) того, на сколько градусов изменилась его температура;
3) вещества, из которого оно состоит; 4) всех этих причин.
2. В каком из этих одинаковых сосудов вода нагреется до самой
высокой температуры, если ее начальная температура одна и та же и
сосуды получают равные количества теплоты?
1) №1; 2) №2; 3) №3.
3. Какое количество теплоты потребуется для повышения температуры на 1
0
С кусков олова и
меди массой 1 кг?
1) 230 Дж и 400 Дж; 2) 23 Дж и 40 Дж; 3) 230 Дж и 40 Дж; 4) 23 Дж и 400 Дж
4.Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 10
0
С, передает ей 21 кДж энергии.
Определите удельную теплоемкость камня.
Вариант 3 (к уроку 13 8 класс)
1.Количество теплоты измеряют в
1) джоулях; 2) ваттах; 3) калориях; 4) паскалях.
2. Выразите количества теплоты, равные 6000Дж и 10000 кал, в килоджоулях
1) 6 кДж и 4,2 кДж 2) 60 кДж и 42 кДж 3) 6 кДж и
42 кДж 4) 60 кДж и 4,2 кДж
3. Одинаково нагретые металлические бруски равной
массы внесены в холодное помещение. Какой из них
выделит наибольшее количество теплоты?
4. Насколько уменьшится внутренняя энергия латунной детали массой 100 кг, если она
охладится на 20
0
С? Удельная теплоемкость латуни 380 Дж/(кг
0
С).
Вариант 4 (к уроку 13 8 класс)
1.Переведите количество теплоты, равные 7,5 кДж и 25 кал, в джоули.
1) 750 Дж и 10,5 Дж 2) 7500 Дж и 105 Дж
3) 750 Дж и 105 Дж 4) 7500 Дж и 10,5 Дж
2. Одинаковые шары нагреты до указанных на рисунке
температур. Какому из них надо сообщить наименьшее
количество теплоты, чтобы довести температуру до 300
0
С?
3. В сосуды налиты имеющие одинаковые температуры жидкости равной массы:
подсолнечное масло, вода и керосин. Какая из них нагреется меньше всего, если им сообщить
одинаковые количества теплоты? 1) масло; 2) вода; 3) керосин.
4. Какое количество теплоты потребуется для нагревания 10 кг воды от 20
0
С до кипения?
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг
0
С).
Вариант 5 (к уроку 13 8 класс)
1.Чтобы нагреть чашку воды, потребовалось количество теплоты, равное 600 Дж. На сколько и
как изменилась внутренняя энергия воды?
1) на 600 Дж, уменьшилась; 2) на 300 Дж, увеличилась,
3) на 300 Дж, уменьшилась, 4) на 600 Дж, увеличилась.
2. Удельная теплоемкость – это физическая величина, которая показывает
1) какое количество теплоты необходимо передать телу, чтобы его температура изменилась
на 1
0
С; 2) каким количеством теплоты можно нагреть тело массой 1 кг;
3) какое количество теплоты требуется передать телу массой 1 кг, чтобы его температура
увеличилась на 1
0
С.
3. В три сосуда налит кипяток порциями равной массы. В один из них опустили стальной шар
(№1), в другой - медный (№2), в третий – железный (№3). В каком из сосудов температура
воды при этом понизится больше? (Начальные температуры и массы шаров одинаковы.)
1) №1; 2) №2; 3) №3.
4. Какую массу воды можно нагреть от 20
0
С до кипения, передав жидкости 672 кДж теплоты?
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг
0
С).
Вариант 6 (к уроку 13 8 класс)
1.При нагревании воды ей передано 400 Дж энергии. Какое количество теплоты выделится
при ее охлаждении до первоначальной температуры?
1) 100 Дж, 2) 200 Дж, 3) 400 Дж, 4) Для ответа нужны дополнительные данные.
2. Удельная теплоемкость измеряется в
1)Дж/с; 2) Дж/(кг
0
С); 3) Н/м
2
; 4)кг/м
3
.
3. В сосуды налиты имеющие одинаковые температуры жидкости равной массы:
подсолнечное масло, вода и керосин. Какая из них нагреется меньше всего, если им сообщить
одинаковые количества теплоты? 1) масло; 2) вода; 3) керосин.
4. Какое количество теплоты отдает кирпичная печь массой 0,3 т, остывая от 70
0
С до 20
0
С?
Удельная теплоемкость кирпича 880 Дж/(кг
0
С).
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: