IT-школа
Закон збереження енергії у механічних і теплових процесах. Коефіцієнт корисної дії нагрівника.
🔹 Тип уроку:
Урок засвоєння нових знань
Презентація на урок ЗАВАНТАЖИТИ
🔹 Мета уроку:
Навчальна:
- Ознайомити учнів із законом збереження і перетворення енергії.
- Пояснити, як цей закон проявляється у механічних і теплових процесах.
- Ввести поняття коефіцієнта корисної дії (ККД) нагрівника, навчити його обчислювати.
Розвивальна:
- Розвивати логічне мислення, вміння робити висновки та аналізувати фізичні процеси.
Виховна:
- Формувати бережливе ставлення до енергоресурсів і розуміння важливості ефективного використання енергії.
🔹 Обладнання та наочність:
- Мультимедійна презентація або плакат із формами енергії;
- Електричний нагрівник або чайник;
- Термометр, мірний циліндр, секундомір;
- Таблиця з формулами:
🔹 Хід уроку:
1. Організаційний момент (2 хв)
Привітання, перевірка готовності учнів до уроку.
Коротке мотиваційне запитання:
“Чому вода в чайнику ніколи не нагрівається миттєво, хоча електроенергія подається постійно?”
2. Актуалізація опорних знань (5 хв)
Бесіда з класом:
- Що таке енергія?
- Які види енергії ви знаєте?
- Що таке механічна енергія (кінетична та потенціальна)?
- Яке значення має внутрішня енергія?
(Можна використати короткий тест або інтерактивну вправу “З’єднай поняття”.)
3. Вивчення нового матеріалу (20 хв)
🔸 3.1. Закон збереження енергії
Формулювання:
Енергія не зникає і не виникає з нічого — вона лише переходить з однієї форми в іншу або передається від одного тіла до іншого.
Математичний запис:
\( [ E_1 = E_2 \quad \text{або} \quad E_{поч} = E_{кін} + втрати ] \)
Приклади:
- Камінь, що падає — потенціальна енергія переходить у кінетичну.
- Нагрівання води електричним чайником — електрична енергія перетворюється на теплову.
🔸 3.2. Закон збереження енергії у теплових процесах
Кількість теплоти, отримана тілом при нагріванні, дорівнює кількості енергії, яку воно поглинуло від нагрівника.
\( [ Q = cm\Delta t ] \)
де
( Q ) — кількість теплоти,
( c ) — питома теплоємність речовини,
( m ) — маса тіла,
\( ( \Delta t ) \) — зміна температури.
🔸 3.3. Коефіцієнт корисної дії нагрівника (ККД)
Визначення:
ККД показує, яка частина спожитої енергії перетворилася на корисну (теплову).
Формула:
\( [ \eta = \frac{Q}{E} \cdot 100% ] \)
де
( Q ) — кількість теплоти, яку отримала вода,
( E = P \cdot t ) — енергія, спожита нагрівником,
( P ) — потужність нагрівника,
( t ) — час роботи.
Приклад розрахунку:
Електрочайник потужністю 1,5 кВт за 5 хв нагрів 1 кг води від 20°C до 100°C.
Обчислити ККД нагрівника.
4. Закріплення знань (10 хв)
Завдання:
- Складіть енергетичний ланцюжок для кип’ятіння води.
- Поясніть, куди зникає “втрата” енергії.
- Розв’яжіть задачу:
- \( ( P = 1000 \text{ Вт}, t = 300 \text{ с}, m = 0.5 \text{ кг}, c = 4200 \text{ Дж/(кг·°C)}, \Delta t = 60°C ). \)
- Знайти ККД нагрівника.
5. Підсумок уроку (5 хв)
Обговорення:
- Що означає закон збереження енергії?
- Як визначити ККД нагрівника?
- Як можна підвищити ККД побутових приладів?