Теплопровідність. Конвекція

Домашнє завдання ЗАВАНТАЖИТИ

Презентація на урок ЗАВАНТАЖИТИ

Головне на уроці

Теплопровідність

1. Що таке теплопровідність?

Теплопровідність — це вид теплопередачі, який зумовлений хаотичним рухом і взаємодією частинок речовини й не супроводжується перенесенням цієї речовини.

Під час теплопровідності енергія передається від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих.

Наприклад, якщо один кінець металевого стрижня нагріти, то поступово нагріватиметься й інший його кінець.

2. Як відбувається теплопровідність?

Речовина складається з частинок, які рухаються та взаємодіють між собою.

• Під час нагрівання частинки отримують енергію.
• Взаємодіючи із сусідніми частинками, вони передають їм енергію.
• Унаслідок цього енергія поширюється від нагрітої ділянки до холоднішої.

У металах важливу роль у передаванні енергії відіграють також вільні електрони, які можуть швидко переміщуватися всередині металу.

Важливо! Під час теплопровідності речовина загалом не переміщується з однієї ділянки тіла в іншу — передається енергія.

3. Які речовини добре проводять тепло?

Різні речовини мають різну теплопровідність.

Добре проводять тепло:

• метали (мідь, алюміній, залізо);
• деякі інші тверді матеріали.

Погано проводять тепло:

• повітря;
• деревина;
• вата, пух і хутро;
• багато видів пластмас;
• скловолокно.

Загалом гази проводять тепло гірше, ніж більшість твердих тіл. Саме тому нерухоме повітря використовують як теплоізоляційний матеріал.

4. Застосування теплопровідності в житті

Властивості матеріалів використовують залежно від потреб.

Матеріали з високою теплопровідністю застосовують там, де потрібно швидко передавати тепло:

• металеві каструлі та сковорідки;
• радіатори опалення;
• теплообмінники.

Матеріали з низькою теплопровідністю використовують для збереження тепла або захисту від нагрівання:

• дерев’яні та пластмасові ручки кухонного посуду;
• утеплювачі будинків;
• пуховики та вовняний одяг;
• теплоізоляція труб.

5. Чому взимку в пуховику тепло?

Пуховик не створює тепло, а допомагає зберігати тепло тіла. Між волокнами пуху утримується повітря, яке погано проводить тепло. Завдяки цьому зменшується передавання енергії від тіла до холодного навколишнього середовища.

Подібний принцип використовують у склопакетах: прошарки повітря між шибками зменшують тепловтрати приміщення.

Запам’ятай

• Теплопровідність — це передавання енергії без перенесення речовини.
• Енергія передається від більш нагрітих ділянок до менш нагрітих.
• Метали добре проводять тепло.
• Повітря, деревина, пух і багато пластмас погано проводять тепло.
• Теплоізоляційні матеріали зменшують нагрівання або охолодження тіл.

 

План-конспект уроку

1. Організаційний момент (2 хв)

• Привітання учнів.
• Перевірка присутніх.
• Оголошення теми й мети уроку:
  • Ознайомитися з видами теплопередачі.
  • Розглянути явища теплопровідності та конвекції.
  • Навчитися знаходити приклади цих явищ у повсякденному житті.

2. Актуалізація знань (5 хв)

• Питання до класу:
  • Що таке теплова енергія?
  • Що таке температура?
  • Як передається тепло від одного тіла до іншого?
• Короткий повтор попереднього матеріалу: внутрішня енергія, температура, теплова рівновага.

3. Пояснення нового матеріалу (15 хв)

3.1 Види теплопередачі

• Теплопровідність — передача тепла через речовину від більш нагрітого шару до менш нагрітого без перенесення речовини.
  • Приклади: металевий стержень нагрівається від одного кінця до іншого, ложка в гарячій воді.
  • Формула для кількості теплоти при теплопровідності (за бажанням):​\( Q = \lambda \frac{S}{l} \Delta T \cdot t \)​де λ — коефіцієнт теплопровідності, S — площа поперечного перерізу, l — довжина стержня, ΔT — різниця температур, t — час.
• Конвекція — перенесення тепла частинками рідини або газу через їх переміщення.
  • Приклади: нагрівання води в каструлі, рух повітря у кімнаті біля батареї.
  • Види конвекції: природна (через різницю щільності), вимушена (через вентилятори, насоси).

4. Демонстрації та наочність (10 хв)

• Нагріти металевий стержень та показати теплопровідність.
• Нагріти воду в прозорій каструлі з барвником, показати конвекційні потоки.
• Відео або анімація руху частинок при конвекції.

5. Закріплення матеріалу. Розв’язування задач (8 хв)

• Завдання 1: Визначити, у яких випадках відбувається теплопровідність, а у яких — конвекція (приклади із життя).
• Завдання 2: Пояснити, чому вода швидше нагрівається на дні каструлі при перемішуванні.

6. Інтерактивна частина (3 хв)

• Робота в парах: скласти 2-3 приклади явищ теплопередачі та пояснити, який вид теплопередачі відбувається.
• Обговорення відповідей у класі.

7. Підсумок уроку (2 хв)

• Повторення ключових понять: теплопровідність, конвекція, теплопередача, теплова рівновага.
• Висновок: тепло завжди передається від більш нагрітих тіл до менш нагрітих через молекули або частинки середовища.