Методическая разработка урока «Горение топлива». Физика. 8 класс
Автор: Кочеткова Ирина Николаевна
Организация: МБОУ ВКШ им. А. В. Суворова
Населенный пункт: г. Воронеж
Цели урока:
-
Образовательные:
-
познакомить учащихся с явлением горения топлива, выделением энергии при горении;
-
ввести понятие удельной теплоты сгорания топлива, обеспечить понимание физического смысла удельной теплоты сгорания топлива;
-
вывести формулу для расчета количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива;
-
продолжить формирование навыков применения уравнения теплового баланса при решении задач.
-
Развивающие:
-
Продолжить формирование навыков работы с таблицами, рисунками;
-
Продолжить формирование умений анализировать, сравнивать, делать выводы, записывать их с помощью формул;
-
Развивать эмоции учащихся, создавая на уроке ситуации занимательности.
-
Воспитательные:
-
воспитывать бережное отношение к использованию топливных ресурсов;
-
воспитывать интерес к предмету через демонстрацию связи изучаемого материала с реальной жизнью.
Ход урока.
-
ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП
-
ЭТАП ПОДГОТОВКИ УЧАЩИХСЯ К АКТИВНОМУ И СОЗНАТЕЛЬНОМУ УСВОЕНИЮ НОВОГО МАТЕРИАЛА. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМНЫХ ВОПРОСОВ.
СЛАЙД № 2 Анонс темы можно организовать, представляя (или инсценируя) отрывок из произведения «Несерьезные Архимеды» Феликса Кривина - диалог между двумя поленьями, которые участвуют в двух видах окисления. Феликс Давидович Кривин — русский прозаик, поэт и сценарист, писатель-фантаст, педагог. Детям можно рекомендовать прочтение книги «Несерьезные Архимеды» – новый взгляд повзрослевшего школьника на когда – то скучные школьные предметы.
Разговор ведут два полена.
—Окисляемся, браток?
— Окисляемся.
— Ну как оно? Ничего?
— Ничего.
— Что-то ты больно спешишь. Это, браток, не по-моему. Окисляться надо медленно, с толком, с пониманием…
— А чего тянуть? Раз — и готово!
— Готово! Это смотря как готово… Ты окисляйся по совести, не почем зря. У меня в этом деле опыт есть, я уже три года тут окисляюсь…
Учитель: Какое полено окисляется медленно, какое быстро?
Ученик: Быстро — это значит, горит. Медленно — это значит, гниет.
Учитель: Вот какие бывают окисления. Что общего между этими двумя окислениями?
Ученик: Выделяется тепло.
Учитель дает комментарий:
Да, при гниении деревьев выделяется тепло. Гниение — это ряд экзотермических химических реакций, которые сопровождаются выделением тепла. Можно провести грубую аналогию с «медленным» горением дерева.
Главная причина наступления «бабьего лета» – антициклон. Эксперты Гидрометцентра России объясняют: в начале осени воздушные массы Азорского антициклона, который усиливается в конце лета над Атлантическим океаном, в результате накопленного за последние месяцы тепла перемещаются на восток, вглубь континента. Так антициклон приходит в Россию.
Желтеющая листва как причина тепла? Считается также, что деревья, листва которых постепенно увядает (процесс химической реакции разложения хлорофилла идёт с выделением тепла), частично отдают в атмосферу свое тепло, и таким образом вносят собственный вклад в поддержание влияния антициклона.
Что происходит в это время? Ночное выхолаживание земной поверхности и воздуха пока не очень сильное, но дневной прогрев всё ещё значителен и может порадовать хорошей плюсовой температурой – около 20 градусов и выше.
СЛАЙД № 3 Учитель с учениками формулирует тему урока: Горение топлива.
-
ЭТАП ИЗУЧЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА
СЛАЙД № 4 На слайде представлена таблица видов топлива в различных агрегатных состояниях ЕСТЕСТВЕННОЕ ПРИРОДНОЕ ТОПЛИВО.
СПРАВКА: Топливо — один из источников энергии в быту, промышленности и технике. Примеры топлива: уголь, газ, дрова, торф, нефть. Бывает в различных агрегатных состояниях.
Учитель: Почему никто не использует нефть в качестве топлива?
СЛАЙД № 5 Переход к данному слайду ИСКУССТВЕННОЕ ТОПЛИВО дает подсказку учащемуся, что машины, которые использует человек работают на искусственном топливе, искусственное топливо изготавливают из нефти.
Ученик: Из нефти производят нефтепродукты – искусственные виды топлива, на которых работают большинство машин, используемых человеком.
Учитель: Искусственное топливо – результат перегонки нефти, из нее получают: бензин, керосин, дизельное топливо.
СЛАЙД № 6 Учитель озвучивает физический принцип выделения энергии из топлива в процессе горения.
НАУЧНЫЙ ФАКТ: Использование топлива основано на явлении выделения энергии при соединении атомов. Так, каждый атом углерода, содержащийся в топливе, при горении соединяется с двумя атомами кислорода. При этом образуется молекула оксида углерода (IV) – углекислого газа – и выделяется энергия.
Учитель: Чем является кислород в процессе горения?
Ученик: Условием горения.
Учитель: Чем больше углерода в топливе, тем…
Ученик: Больше энергии выделится при горении. Тем топливо лучше.
СЛАЙД № 7 На экран выводится проблемный вопрос.
Учитель: Нам надо как можно быстрее прогреть дачный домик. Для этого в топке разводим огонь. Что из списка предпочтете в качестве топлива:
-
-
Дрова сухие
-
Торф
-
Каменный уголь
-
Антрацит
-
Бумагу из макулатуры?
-
Ученики: предлагают варианты. Учащиеся возможно что-то слышали про торф, каменный уголь; не знают, что такое антрацит, но знают, что бумагой огонь только разводят, но не используют как топливо – горит быстро, выделяя мало тепла.
Учитель: Что нам надо знать, чтобы сравнить виды топлива и сделать правильный выбор?
Ученик: Надо знать, сколько выделяется тепла при горении каждого вида топлива.
Учитель: Уточняем, что необходимо внести условие - масса должна быть единичной, одинаковой для всех видов топлива.
СЛАЙД № 8 На экран выводится простейшая схема бомбового калориметра, доступного для понимания учащимися.
Учитель: Для определения энергии, выделяющейся при сгорании единичной массы какого-либо топлива, физики использовали калориметрическую бомбу.
СПРАВКА: Калориметрическая бомба разновидность жидконаполненного калориметра, используемая для измерения количеств теплоты, выделяющейся при очень быстром горении – взрыве. Бомбовый калориметр представляет собой прочный герметически закрывающийся сосуд-бомбу,
окружённую «водяной рубашкой». Образец горючего вещества известной массы помещается в тигель внутри бомбы с чистым кислородом и поджигается электрической искрой.
Энергия, выделяющаяся в результате управляемого взрыва образца внутри бомбы, передаётся водяной рубашке. Повышение температуры воды обычно не превышает одного-двух градусов, поэтому теплопотери во внешнюю среду невелики, следовательно при использовании термометров с малой ценой деления шкалы можно проводить довольно точные измерения.
Учитель: Как с помощью данного устройства можно определить количество теплоты, выделяемое при сгорании единичной массы вещества? Предложите принцип работы калориметрической бомбы.
Ученик: Предлагают варианты.
СЛАЙД № 9 На слайде демонстрируется информация о выделившейся энергии при горении различных образцов единичной массы.
Учитель: Было выяснено, что различные образцы топлива дают разное количество теплоты:
Учитель: Предложите расчетный способ определения выделившейся энергии с помощью данного устройства.
Ученик: Необходимо использовать уравнение теплового баланса. Энергия, выделившаяся при сгорании единичной массы образца, идет на нагревание воды (водяной рубашки).
Измеряя температуру воды (водяной рубашки) до и после сгорания образца, зная массу этой воды, можно определить энергию, полученную водой при теплопередаче от продуктов сгорания топлива.
СЛАЙД № 10 В процессе обсуждения приходим к определению понятия удельной теплоты сгорания топлива. Находим определение в параграфе, фиксируем в тетради.
-
ЭТАП ПЕРВИЧНОЙ ПРОВЕРКИ ПОНИМАНИЯ УЧАЩИМИСЯ НОВОГО УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА.
Работаем устно с таблицей удельной теплоты сгорания некоторых видов топлива. Возвращаемся к проблемному вопросу урока: «Что из списка предпочтете в качестве топлива для быстрого прогрева дачного домика».
Учитель: Что означает утверждение, что удельная теплота сгорания торфа 1,4· 107 Дж/кг?
Ученик: При полном сгорании торфа массой 1 кг выделяется 1,4· 107 Дж энергии.
Учитель: Какое топливо при сгорании выделяет максимальное количество теплоты?
Ученик: Водород.
Учитель: Предположите, почему водородное топливо сегодня не получило широкое распространение в повседневной жизни?
Ученик: Взрывоопасность.
Учитель: Какое топливо из списка лучше взять для отопления дачного домика ?
Ученик: Из данного списка – антрацит. У него самая большая удельная теплота сгорания.
-
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
СЛАЙД №11
Учитель: Докажите, что формула для расчета количества теплоты при сгорании топлива произвольной массы m имеет вид: 𝑄=q𝑚
Ученик: Выводит формулу.
СЛАЙД №12
Учитель: Определите, во сколько раз выделится большее количество теплоты при сгорании 5кг бензина, чем при сгорании 5 кг торфа.
Ученик: Так как массы бензина и торфа одинаковы, необходимо сравнить удельную теплоту сгорания топлива бензина и торфа. При горении бензина выделится в 3,3 раза больше энергии.
-
ПОСЛЕДСТВИЯ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА В ПРИРОДЕ
СЛАЙД №13 Сообщения учащихся по следующим вопросам:
-
Вредные продукты сгорания топлива.
-
Кислотные дожди, их жертвы.
-
Парниковый эффект.
-
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
§ 10, Упр. 9, Марон РЗ-8.1 А №23, А24.
-
ЛИТЕРАТУРА
-
«Бабье лето» глазами учёных: вопросы и ответы | Аргументы и Факты
-
Несерьезные Архимеды - Кривин Ф. - 1971
-
Перышкин А.В. ФИЗИКА Учебник. Москва ДРОФА 2018 г.
-
Факультатив к учебнику Физика 7-9 автора И. В. Кривченко