МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
Установа освіти "Брестський державнийуніверситет
імені А.С. Пушкіна "
Кафедра методики викладання фізики та ЗТД
Курсова робота на тему:
В«Вивчення теплових явищ у шкільномукурсі фізики В»
Виконав:студент 4 курсу
фізичногофакультету
спеціальністьВ«ФізикаВ»
ШустікР.М.
Перевірив:
Брест, 2009
ЗМІСТ
ВСТУП
1. Теплового руху. ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛ
2. ВНУТРІШНЯЕНЕРГІЯ тіл і способи її ВИМІРЮВАННЯ
3. ВИДИТеплопередачі
4. КІЛЬКІСТЬТЕПЛОТИ. ОДИНИЦІ КІЛЬКОСТІ ТЕПЛОТИ
5. ПитомаТеплоємність речовини. РОЗРАХУНОК КІЛЬКОСТІ ТЕПЛОТИ
6. ЕНЕРГІЯ ПАЛИВА. Питома теплотаЗГОРЯННЯ ПАЛИВА
7. Плавлення і твердінняКристалічних тіл
8. ПитомаТеплота плавлення і твердіння
9. Випаровування.КОНДЕНСАЦІЯ
10. Кипіння
11. КОНДЕНСАЦІЯ
12. ТЕПЛОВІДВИГУНИ
13. РОБОТА ГАЗУ І ПАРА при розширенні.ДВИГУН ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ
ВИСНОВОК
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
ВСТУП
В«Теплові явищаВ» включає системупонять, формування яких має важливе світоглядне та політехнічнезначення. До них відносяться: тепловий рух, внутрішня енергія, способизміни внутрішньої енергії, кількість теплоти, питома теплоємністьречовини, зміна агрегатних станів речовини (плавлення і твердіння,випаровування і конденсація) їх пояснення на основі молекулярно-кінетичнихуявлень, перетворення енергії в механічних і теплових процесах,теплові двигуни.
Достаток понять, які потрібно засвоїтиучням, вимагає ретельної розробки методики їх формування. Учитель прицьому повинен спиратися на знання, отримані учнями при вивченніпервинних відомостей про будову речовини в VII класі, на поняття про роботу іенергії. Це необхідно для пояснення сутності теплових явищ і формуванняосновних понять, таких, як тепловий рух, температура, внутрішняенергія, теплопередача, кількість теплоти, питома теплоємність речовини.
Певні методичні труднощівиникають у зв'язку із застарілою термінологією. Основні терміни - В«теплотаВ»,В«Кількість теплотиВ», В«теплоємністьВ», В«теплова передачаВ», В«теплообмінВ» -з'явилися в період теплородних уявлень, коли під теплотою розумілиособливу матеріальну середу. При сучасних поглядах на природу теплоти такатермінологія ускладнює правильне розуміння учнями фізичної сутностіданих термінів і понять. Однак іншій термінології поки не існує.
Для подолання труднощів прививченні тем, пов'язаних з формуванням у школярів багатьох складних і абстрактнихпонять, треба йти шляхом найширшого використання демонстраційного талабораторного фізичного експерименту, вирішення завдань і залучення прикладів ізжиття, побуту, природи і виробництва.
У неявному вигляді в даній темі учнізнайомляться з першим законом термодинаміки і в деякій мірі - з другим.
1. Теплового руху. ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛ
Приступаючи до вивчення теми, необхідноповторити і уточнити з учнями основні положення молекулярно-кінетичноїтеорії, оскільки на них доведеться спиратися при вивченні всього розділу. Приповторенні необхідно зупинитися на особливостях руху частинок, з якихскладаються газоподібні, рідкі та тверді тіла. Учні згадують, щомікрочастки (молекули) знаходяться в безперервному русі. Молекули газу,наприклад, рухаються по прямій лінії, стикаючись, вони змінюють швидкість інапрямок свого руху і знов продовжують рух до наступногоспівудару. Рух молекул безладно. Такий рух отримало назвутеплового руху.
Нагадують також учням, щошвидкість руху частинок пов'язана з температурою тіла: чим швидше рухаютьсячастинки, тим більше нагрітим виявляється тіло.
Зв'язок швидкості руху часток зтемпературою тіла можна продемонструвати при спостереженні наступного досвіду.Кристалізатор поділяють водонепроникною перегородкою (пластилін) на двічастини. В одну половину кристалізатора наливають гарячу воду, в іншу -холодну. Наявність пара з поверхні гарячої води свідчить про більшвисокій температурі. Одночасно у воду опускають однакові за розміром шматочкикров'яної солі (гексаціано ферати калію). Досвід спостерігається в проекції (мал. 20.1), він доводить, ніжвище температура, тим швидкість дифузії більше. Значить, тим швидше рухаютьсячастинки.
На основі поняття про тепловому русіпереходять до уточнення поняття температури.
Наукове визначення температуривимагає введення поняття теплової рівноваги, встановлення емпіричної шкалитемператур, вибору термометричної тіла і температурного ознаки. Даніпоняття будуть введені тільки в X класі. У VIII класі достатньо, якщоучні сприймуть поняття температури як В«ступеня нагретости тілаВ»познайомляться з пристроєм і принципом дії рідинних термометрів і навчатьсявимірювати ними температуру.
Принцип дії термометра,заснованого на тепловому розширенні, зручно пояснити на досвіді з приладом,зображеному на малюнку 20.2. Підігріваючи колбу вміщену в посудину з гарячоюводою, показують, що чим довше підігрівається вода в колбі, тим вище рівеньстовпчика води в трубці. Якщо рідина в колбі має температуру навколишньогосередовища, то по висоті стовпчика можна також судити і про температуру цього середовища(Повітря, води).
На уроці слід розглянутилабораторний та медичний термометри.
Учнів необхідно познайомити зінаступними правилами вимірювання температури: кожен термометр призначений длявимірювання температури лише в певних межах; не можна користуватисятермометром, якщо вимірювана температура може виявитися нижче або вищевстановлених для даного термометра граничних значень; відлік по термометрутреба виробляти через деякий час, протягом якого він приймаєтемпературу середовища; при вимірюванні температури термометр (крім медичного) неповинен вилучатись з середовища, температуру якої визначають; око спостерігачаповинен знаходитися на рівні верхнього кінця стовпчика рідини, що наповнюєтермометр.
Корисно повідомити деякі значеннятемператур, що зустрічаються в природі і техніці. Різні ссавці маютьнормальну температуру від 35 до 40,5 В° С; температура здорової людини 36-37В° С; температура птахів 39,5-44 В° С. Найбільш висока температура повітря на Землі(58 В° С) зареєстрована в Тріполі, а найбільш низька (-88,3 В° С) - вАнтарктиді. Вольфрамова нитка розжарення газонаповненої лампи нагрівається струмом до2525 В° С, а температура поверхні Сонця близько 6000 В° С.
У демонстраційних дослідах поряд зрідинним термометром можна використовувати і електричний, оскільки рідиннийдемонстраційний термометр має істотний недолік: він володієпорівняно великою теплоємністю і тепловою інерцією (час вимірювання 1 -1,5хв, об'єм рідини не менше 200 см 3 ).
Промисловість випускає для шкілелектричний термометр, датчиком якого є термістор, що приєднується доизмерительному мосту з демонстраційним гальванометром. Електричний термометрможна виготовити своїми силами.
Так як учні VIII класунезнайомі з фізичними явищами, які використовуються в електричномутермометрі, то буде достатньо, якщо вчитель пояснить їм принцип градуюванняприладу і, вимірюючи, наприклад, температуру води електричним і рідиннимтермометрами, переконає учнів у можливості виміру таким приладомтемператури тіл.
Для тренування учнів у відліках пошкалами термометрів корисно провести з усім класом вправи здемонстраційної моделлю, що має набір різних шкал (рис. 20.3).
2. ВНУТРІШНЯ ЕНЕРГІЯ ТЕЛ І СПОСОБИ ЇЇ ВИМІРЮВАННЯ
В сучасних курсах фізики,зміст поняття В«внутрішня енергіяВ» розкривається наступним чином: В«ВЗалежно від характеру руху і взаємодії частинок, що утворюють тіло,внутрішню енергію можна розбити на наступні складові частини:
а) кінетичну енергію хаотичногоруху молекул (поступального і обертального);
б) потенційну енергію,обумовлену силами міжмолекулярної взаємодії;
в) кінетичну...
