Какое количество теплоты отданное горячей водой. Урок-лабораторная работа "сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры"

мы знаем, что внутреннюю энергию тела можно изменить не только за счет работы, но и за счет нагревания тела. при этом процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом. изменение внутренней энергии при теплообмене называют полученной или
отданной теплотой. мы знаем также, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела (или выделяемое им при охлаждении), зависит от рода вещества, из которого оно состоит, от массы этого тела и от изменения его температуры:

измерить количество переданной теплоты можно в калориметрах. это устройство мы будем использовать в этой работе.
калориметр состоит из двух сосудов: внутреннего и внешнего. внешний сосуд должен предохранять внутренний от потери тепла за счет теплообмена с окружающей средой. сверху оба сосуда закрываются крышкой с установленным на ней термометром.
если в калориметр налить воды массой m 1 при температуре а затем еще добавить воды массой m 2 при температуре t 2 , то в сосуде начнется теплообмен, а спустя некоторое время установится состояние теплового равновесия. при этом обе части воды будут иметь одну и ту же температуру t, и количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученной холодной водой. последнее утверждение составляет смысл уравнения теплового баланса:


пример выполнения работы:

вычисления:

количество теплоты, отданное горячей водой:

Цели урока:

Образовательные : обобщить и повторить знания учащихся о таких понятиях как температура, внутренняя энергия, количество теплоты; о способах изменения внутренней энергии; о видах теплообмена; о законе сохранения энергии. Повысить результативность учебного процесса.

Развивающие: сформировать умения наблюдать, анализировать, сравнивать результаты лабораторной работы, делать выводы, формулировать закон сохранения энергии, определение количества теплоты; проводить измерения физическими приборами и анализировать результаты.

Воспитательные : показать применение знаний в быту и технике; воспитать трудолюбие, терпение, упорство, которые пригодятся для выполнения всякой серьезной работы, повысить трудовую и творческую активность учащихся.

Ход урока.

1. Организационный этап: (взаимное приветствие учителя и учащихся, проверка подготовленности учащихся к уроку, организация внимания).

Учитель . Сегодня на уроке, ребята, нам предстоит вспомнить и закрепить понятия связанные с изменением внутренней энергии тел, выполнить лабораторную работу № 1, в которой будем сравнивать количества теплоты при смешивании воды разной температуры, объяснять и делать выводы по результатам опытов. Работа предстоит большая, но интересная, и я надеюсь, что все вы прекрасно справитесь с ней.

2. Домашнее задание. Так как на следующем уроке мы будем продолжать обобщать и повторять знания по теме: «Тепловые явления», дома вы читаете и готовитесь к лабораторной работе №2 стр.169 и повторяете §. Также прошу вас заполнить таблицу (таблица раздаётся каждому ученику) .

Сегодня на уроке мне нужны помощники. Раздаю списки и прошу отметить в них отвечающих на вопросы учеников.

3. Актуализация знаний. На прошлых уроках мы изучили такое понятие, как внутренняя энергия, а также рассмотрели способы её изменения.

Какие способы изменения внутренней энергии вы знаете?

Подробнее мы остановимся на теплообмене (теплопередаче).

Какие виды теплопередачи вы знаете?

Сейчас я вам предложу простые опыты, а вы попытаетесь объяснить их, пользуясь своими знаниями.

1) Несгораемая бумага (нужно обмотать плотно железную гирю бумажной полоской, внести в пламя свечи, огонь будет лизать бумагу, закоптит её, но не сожжет до тех пор, пока гиря не раскалится).
2) Зажигаю спичку при трении о коробок и поместив ее в пламя свечи.

Чем отличаются эти процессы и что в них общего?

В процессе теплопередачи внутренняя энергия тел изменяется.

Что такое количество теплоты?
По какой формуле мы можем вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении?
Назовите физические величины, которые входят в формулу.

4. Составление плана выполнения лабораторной работы №1.

Те теоретические знания, которые нам пригодятся сегодня для выполнения лабораторной работы, мы повторили. Прошу моих помощников подвести итоги по блиц - опросу.

Выделяются наиболее активные ученики, учитель ставит им оценки. Более точные итоги будут подведены на следующем уроке после проверки лабораторной работы.

По ходу выполнения лабораторной работы вы будете вести записи, которые фиксируют протекание процесса и полученные данные.
Перед вами находится форма отчета по данной практической работе, которую вы будете заполнять после моих объяснений (приложение 1). Для тех, кому трудно воспринимать информацию на слух, откройте учебник на странице 169. Один отчет на двоих. Работу выполняете вдвоем, заполняете один отчет.

Перед выполнением лабораторной работы проводится инструктаж по технике безопасности.
Учащиеся ставят свою подпись на бланке отчета, учитель и староста в журнале по технике безопасности.

1) Начнем мы с постановки цели нашей практической работы.

Цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене, и объяснить полученный результат, пользуясь законом сохранения энергии.

Какую физическую величину нужно измерить?
В каких единицах измеряется количество теплоты?

2) Решаем, какой способ измерения (прямой или косвенный) будем использовать.

3) Подбираем необходимые приборы, повторяем правила работы с ними:

Термометр;
- калориметр.

Масса горячей и холодной воды задана (100г – перевести в кг).
Термометр:
пределы измерения – нижний предел: 0оС
верхний предел: 100оС
цена деления: 1оС/дел.
Из каких частей состоит калориметр и в чем заключается его особенность?

4) Определяем правила снятия показаний с термометра.

Для наглядности демонстрируется электронная версия лабораторной работы №1. Во время просмотра задаются вопросы:

1. Чтобы вы изменили в последовательности выполнения работы?
2. Почему наливаем холодную воду в горячую?

5) Записываем результаты измерений в таблицу.

6) Математически обрабатываем данные(производим вычисления).
Ученик записывает на доске формулы для горячей и холодной воды.

7) Отвечаем на контрольные вопросы.

8) Делаем выводы.

В отчете о выполнении лабораторной работы выделено три уровня заданий.

Выполнен первый уровень – оценка три;
выполнены первый и второй уровень – оценка четыре;
выполнены все предложенные уровни – отличная оценка.

5. Выполнение лабораторной работы по плану.

6. Выполнение теста (на отдельную оценку) учениками, справившимися с практической работой досрочно.

7. Уборка оборудования, наведение порядка на рабочих местах.

Тема урока: Лабораторная работа №1. Сравнение количеств теплоты при смешении воды разной температуры.

Задача:

Цели урока:

Образовательная: формирование умений применять теоретические знания на практике и решать задачи по теме количество теплоты, удельная теплоемкость вещества.

Воспитательная: воспитывать чувство ответственности и бережливости, способность работать в паре.

Развивающая: продолжать формировать навыки использования лабораторного оборудования на уроках физики.

Ход урока.

Организация урока(2 мин.)
- приветствие учащихся
- проверка явки учащихся и готовности класса к уроку.

Инструктаж по технике безопасности.(3 мин)

Выполнение лабораторной работы №1.(40 мин)

Лабораторная работа №1.

Сравнение количеств теплоты при смешении воды разной температуры .

Цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене, и объяснить полученный результат.

1. Приборы и материалы: калориметр, измерительный цилиндр (мензурка),термометр, стакан с холодной водой, чайник с горячей водой (один на всех), весы с разновесом.

Примечание: Калориметр – прибор, применяемый во многих опытах по тепловым явлениям. Он подобен термосу.

Калориметр состоит из двух сосудов, разделенных воздушным промежутком. Дно внутреннего сосуда отделено от внешнего подставкой. Такое устройство позволяет уменьшать теплообмен содержимого внутреннего сосуда с внешней средой.

1. Указания к работе

С помощью мензурки отмерьте примерно 50см 3 холодной воды, вылейте ее во внутренний стакан калориметра.

Измерьте ее температуру.

Измерьте температуру горячей воды в чайнике и влейте горячую воду в калориметр, смешав ее с холодной водой, не вынимая при этом термометра из калориметра. Термометр держать в воде до тех пор, пока столбик жидкости в нем перестанет подниматься.

Измерьте температуру смеси холодной и горячей воды именно в этот момент. Важно не прозевать его!

Измерьте объем этой смеси мензуркой. Путем вычитания определите объем влитой горячей воды.

Рассчитайте массу холодной и горячей воды.

Вылив смесь из калориметра и, насухо вытерев его, определите его массу путем взвешивания на рычажных весах.

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

Рассчитайте количество теплоты, отданное горячей водой при остывании до температуры смеси, и количество теплоты, полученное холодной водой при ее нагревании до этой же температуры. Результаты вычислений занесите в таблицу:

10.Сравните количество теплоты, отданное горячей водой, с количеством теплоты, полученным холодной водой, и сделайте вывод.

11.Рассчитайте количество теплоты Q 3 , полученное внутренним стаканом калориметра, который изготовлен из алюминия. Сделайте вывод, сравнив Q 3 с Q 1 и Q 2 .

Примечания:

1.Удельные теплоемкости воды и алюминия определите по таблице в учебнике «Физика-8».

2.Расчеты производите с учетом правил приближенных вычислений.

3.Произвести оценку погрешностей прямых и косвенных измерений.