Энергия топлива. Удельная теплота сгорания топлива

Эльмира ГАЛИМОВА ,

учитель физики

I квалификационной категории

средней общеобразовательной школы
пос. Победа Азнакаевского района

Тип урока: урок открытия новых знаний

Цель урока:

– познакомить учащихся с новыми физическими величинами: «энергия топлива», «удельная теплота сгорания»;

– научиться объяснять физический смысл удельной теплоты сгорания и рассчитывать количество теплоты, выделяющейся при сгорании топлива.

Задачи урока:

Образовательные: сформировать понятие о таких физических величинах, как удельная теплота сгорания и энергия топлива, об их единицах измерения.

Развивающие: создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

Воспитательные: формировать личностное отношение к содержанию урока.

Планируемые результаты:

• Личностный результат: формирование умений управлять своей учебной деятельностью; формирование интереса к физике при анализе физических явлений.

• Метапредметные результаты: развитие умения генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи; формировать умение анализировать факты при наблюдении, при работе с текстом учебника.

• Предметные результаты: формирование представлений об энергии топлива и физических величинах, характеризующих ее; формирование научного мировоззрения учащихся.

Ход урока

I. Организационный момент

До начала урока учащимся предоставляется раздаточный материал (приложение 1), даются пояснения.

II. Актуализация опорных знаний

Учитель. Добрый день, ребята! Прочитайте, пожалуйста, слова на экране и ответьте на поставленный вопрос. (Слайд 1)

Учащиеся. Тепло батареи, которое передается при помощи конвекции.

Учитель.  Но откуда же тепло в батареях? (Выслушивает предположения учащихся.) Вот это нам предстоит выяснить на уроке.

(Вместе с учениками формулирует тему «Энергия топлива. Удельная теплота сгорания топлива» и цель урока.)

Учащиеся записывают дату и тему урока. (Слайд 2)

III. Изучение нового материала

Учитель.  Человечество в процессе своей эволюции научилось получать тепловую энергию с помощью сжигания разных видов топлива. (Слайд 3-4)

Давайте разберемся, что же это. Нефть – это топливо? (Да.) Древесина? (Да.) Вода? (Нет.) Железо? (Нет.) Торф? (Да.) Почему именно эти вещества вы назвали топливом? (Предполагаемые ответы учащихся.)

Вводим понятие топлива, дети записывают на листочках.

Топливо – это вещество, которое способно гореть и выделять при этом тепло.

Сжигая топливо, человек получает тепловую энергию. Но откуда берется тепло в процессе горения? (Диалог с учащимися.)

Сам по себе процесс сгорания топлива – это химическая, окислительная реакция. Большинство видов топлива содержит большое количество углерода С, водорода H, серы S и других веществ. Во время горения атомы C, H, и S соединяется с атомами кислорода О₂, в результате чего получаются молекулы СО, СО₂, Н₂О, SO₂. При этом происходит выделение большого количества тепловой энергии, которую люди научились использовать в своих целях. (Слайд 5-6)

Какие виды топлива вы знаете?

Учащиеся перечисляют и записывают на листочках.

Учитель.  На сколько видов можно разделить топливо, предложите свои варианты? (Жидкое, твердое, газообразное.) (Слайд 7) (Дети также предлагают свои варианты и записывают у себя на листочках.)

Учитель. А чай горячий попили с утра? Нужны ли нам были при этом дрова? А для чего нам столько видов топлива? Разве нельзя обойтись легкодоступной древесиной? Ведь ее легче добывать, она на поверхности земли. (Дети высказывают свои предположения.)

При сгорании различного топлива одинаковой массы выделяется разное количество теплоты.

Вводим понятие удельной теплоты сгорания топлива. (Учащиеся сверяют свое определение с определением из учебника.)

Энергия, выделяющаяся при сгорании различного топлива, характеризуется удельной теплотой сгорания топлива.

Учащиеся пишут определение, формулы, единицы измерения. Преобразовывают формулу, учатся применять ее при решении задачи. Знакомятся с таблицей «Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива». (Слайд 8)

Учитель.  Ребята, с некоторыми фактами о нашем организме познакомят вас ваши одноклассники.

(2 ученика выступают с информацией.)

Физическая активность ускоряет метаболизм, поскольку возрастает потребность в дополнительной энергии. Организм начинает расходовать запасенное топливо. Любая пища, при участии кислорода, разлагается на три химических составляющих: воду, диоксид углерода (углекислый газ) и аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ является универсальным источником энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. Некоторое количество АТФ постоянно имеется в мышцах и расходуется при первой необходимости (поэтому наши мышцы способны напрягаться без подготовки и необходимости увеличения содержания кислорода в крови за счет глубокого дыхания). АТФ, запасенный в мышцах, сжигается быстро, и для синтеза новых порций АТФ организм задействует следующие источники, в порядке приоритета:

• карбогидраты (углеводы) – хранятся в виде глюкозы в крови, гликогена в печени и мышцах;

• жир – в крови, мышцах и в организме в виде подкожного жира;

• протеин – белок тканей.

Этот процесс происходит в нашем организме каждый раз, когда во время упражнений мы делаем глубокий вдох. При этом мы выдыхаем диоксид углерода, который является побочным продуктом сгорания реального веса (т. е. жира), который мы теряем, превращенного в СО₂. Если вы когда-либо задавались вопросом, куда девается жир из тела, то теперь вы знаете – мы буквально выдыхаем его.

Учитель.  Спасибо, ребята! А теперь все изучите информацию на слайде, сравните, в каких случаях мы сжигаем большее количество килокалорий. Обсудите свои ответы в парах. (ответы учащихся) (Слайд 9).

Учитель.  Отлично, пришло время сжечь наши калории, выполним физкультминутку.

IV. Первичное закрепление знаний

Решение задач (Слайд 10)

– В топке паровой машины сгорело 50 кг каменного угля, удельная
теплота сгорания которого равна
30 МДж/кг. Какое количество теплоты выделилось в этом процессе?

– Сколько килограммов воды
можно нагреть на спиртовке при температуре 30°С, если сжечь в ней
21 грамм спирта? КПД спиртовки равен 30 %.

– В стеклянной пробирке массой 100 г полностью сгорает 2 мг спирта. При этом пробирке передается вся энергия, выделившаяся при горении. На сколько градусов повысилась при этом температура пробирки?

V. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону (Слайд 11)

Учитель.  Как сказал один ученый: «Знания – это не то, что услышал, а то, что можешь применить в жизни». На оборотной стороне ваших листочков вашему вниманию представлен тест для закрепления полученных знаний.

Учащиеся выполняют тест и, обменявшись листочками, сверяются с ключом заданий. (Слайд 12) (Приложение 2) Проводят самооценку и выставляют себе баллы.

VI. Рефлексия и подведение итогов. Домашнее задание (Слайд 13)

Учитель.  Подведем итоги урока, ответим на вопросы:

– Что такое удельная теплота сгорания топлива?

– В каких единицах она выражается?

– По какой формуле можно вычислить количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива?

– На каком явлении основано использование топлива?

Учитель.  Целью нашего урока было ввести понятие топлива, удельной теплоты сгорания и научиться выявлять «выгодное» топливо.
Достигли ли мы своей цели?

Учащиеся отвечают на вопросы, высказывают свое мнение, делятся впечатлениями и моментами, которые им запомнились.

Учитель.  Вот и заканчивается урок. Запишем домашнее задание. (Слайд 14)

1. Вклеить рабочие листы в тетрадь.

2. Прочитать п. 26, ответить на вопросы. Знать основные термины и формулы по теме.

3. Уметь преобразовывать формулу и знать единицы измерения величин в системе СИ.

4. Решить задачу на раздаточном листе.

5. Творческое задание: используя полученные знания на уроке, подсчитать примерное количество килокалорий, которое затрачивается за день.

Учитель. А теперь давайте подсчитаем полученные баллы, озвучим свои оценки.

Проводит оценивание урока (учитель может добавить баллы за работу на уроке), учащимся проговариваются их оценки. (Слайд 15)