Урок-конкурс умников и умниц «Тепловые явления» - Внутренняя энергия

Цели: обобщить, повторить материал по теме «Тепловые явления»; развить устную речь учащихся; развить коммуникативные способности.

Ход урока

I. Вступительное слово учителя

II. Правила игры

Организаторы (2-3 ученика во главе с учителем) готовят:

• Ордена «умников» по числу вопросов;

• Дорожки трех цветов (с клетками - квадратами);

• Вопросы и задания.

Красная дорожка состоит из двух квадратов, желтая - из трех, зеленая - из четырех.

Выявляем троих «умников». Учащиеся отвечают на «отборочные» вопросы. За полный и правильный ответ ученик получает орден «умника». Три владельца наибольшего числа орденов разыгрывают дорожки. Особенности дорожек:

• на красной дорожке - игрок не должен ошибаться, ему задают всего один вопрос;

• на желтой дорожке - должен верно ответить на один из двух предложенных вопросов, он имеет право на одну ошибку;

• на зеленой дорожке игрок должен ответить правильно хотя бы на один из трех вопросов.

Игрок первым прошедший свою дорожку становится «умником» и садится на «трон». Оставшиеся два игрока присоединяются к «теоретикам». Далее игра идет между умниками.

Участники игры получают оценки в журнал.

Отборочные вопросы

1. Если в летний солнечный день измерить температуру голой почвы и находящейся неподалеку почвы, покрытой растениями, то окажется, что голая почва нагрета сильнее. Но если же в этих местах измерить температуру почвы ночью, то, наоборот, почва под растениями будет иметь более высокую температуру, чем голая. Объясните почему. (Растения задерживают значительную часть солнечных лучей, поэтому почва под ними днем нагревается меньше, чем голая почва. Ночью, когда температура воздуха существенно понижается, растения предохраняют почву от интенсивного излучения и она охлаждается не так сильно, как голая.)

2. Почему в холодных помещениях у нас зябнут прежде всего ноги? (Холодный воздух более тяжелый и поэтому всегда находится у пола.)

3. Ящерицы и некоторые другие мелкие животные, обитающие в пустынях, в самое жаркое время дня часто забираются на верхушки кустарников. Почему? (В жаркое время дня песок в пустынях так сильно нагревается, что даже на высоте пяти сантиметров от его поверхности температура бывает ниже на несколько градусов.)

4. Даже в тихую погоду, когда ветер не шевелит листьев, осина не остается в покое. Ее листочки все время дрожат. Почему? (Даже в самую тихую погоду над землей движутся вертикальные потоки воздуха. Теплые струи поднимаются вверх, холодные опускаются. Листья осины, имеющие тонкие длинные черешки, чувствительны к самым незначительным перемещениям воздуха.)

5. В стихотворении А. С. Пушкина «Кавказ» есть такие слова: «Орел, с отдаленной поднявшись вершины, парит неподвижно со мной наравне». Объясните, почему орлы, ястребы, коршуны и другие крупные птицы, парящие высоко в небе, могут держаться на одной высоте, не взмахивая при этом крыльями. (Нагретый у земли воздух поднимается на значительную высоту. Эти теплые потоки воздуха ударяются снизу в распростертые крылья птицы и поддерживают ее.)

6. Каким образом киты, моржи, тюлени, живущие в воде с вечно плавающими льдами, постоянно сохраняют высокую температуру тела (38-40 °С)? (У этих животных существует подкожный жировой слой, который препятствует быстрой потере тепла (жир, как известно, относится к плохим проводникам тепла).)

7. Почему северные олени не замерзают даже в большой мороз? Что защищает их от холода? (Оказывается, у оленя надувная шерсть, пустотелые шерстинки наполнены воздухом. Поскольку воздух плохо проводит тепло, то такая шерсть хорошо защищает оленя от холода.)

8. Почему утки и другие водоплавающие птицы могут долгое время находиться в холодной воде и при этом не переохлаждаются? (Грудь и брюшко, то есть части тела, которые бывают погружены в воду, покрыты у утки густым пухом, который сверху плотно прикрыт перьями, защищающими пух от воды. Благодаря пуховому покрову тела утки окружено слоем теплого воздуха и не соприкасается непосредственно с холодной водой. Сохранению тепла помогает также подкожный слой жира, который у водоплавающих птиц развит сильнее, чем у сухопутных.)

9. С какой целью кусты малины в северных районах пригибают на зиму к земле? (Снежный покров предохраняет малину от вымерзания.)

10. Чем можно объяснить, что некоторые виды птиц (тетерева, глухари, рябчики, куропатки и др.) зарываются в снежные сугробы и там проводят иногда по нескольку суток? (Снег является плохим проводником тепла, поэтому снежный покров во время больших морозов и метелей защищает птиц от замерзания.)

11. Какова нормальная температура тела человека и домашних животных? (Температура тела здорового человека 36,6 °С. Независимо от климатических условий и места обитания температура тела здоровых животных и птиц должна быть следующая: лошади - 38 °С, коровы - 38,5—39,5 °С, курицы и индейки - 41 °С, утки и гуся - 41,5 °С.)

12. Почему утки в сильный мороз охотно лезут в воду? (Температура воды в сильный мороз значительно выше температуры окружающего воздуха, поэтому в воде птица будет охлаждаться меньше, чем на воздухе.)

13. Зимой на сильном ветру нам гораздо холоднее, чем в затишье. Будет ли при этом разница в показаниях температур? (И на ветру и в затишье показания термометра будут одинаковы, так как температура воздуха одна и та же, но человеку теплее в затишье потому, что слой воздуха, прилегающий непосредственно к телу, нагревается его теплом и предохраняет от дальнейшего охлаждения. При ветре же такой слой удержаться не может и холодный воздух все время обтекает кожу, сильно охлаждая ее.)

14. Как греются в мороз дикие утки? (Утки ныряют в полынью ко дну водоема. Там температура воды держится около +4 °С.)

Вопросы для определения дорожки

1. Почему у полярных лисиц уши значительно меньше, чем у лисиц, живущих в умеренном климате. (Объясняется это тем, что уши у лисиц являются органами, отводящими тепло от тела животного. Так как на севере необходимо уменьшить теплоотдачу, то в процессе биологического отбора наиболее приспособились к жизни в условиях Крайнего Севера лисицы с меньшими ушами.)

2. Почему опасна для растений гололёдица? (Лед по сравнению со снегом примерно в 20 раз лучше проводит тепло, поэтому под ледяной коркой растения вымерзают.)

Вопросы для состязания умников

· Для игрока на красной дорожке:

1. Простейший парник - это плотно сколоченный ящик, в который насыпана земля. Одна сторона заклеена. Солнечные лучи одинаково нагревают парник и окружающую его землю. Однако температура в парнике будет значительно выше, чем температура вне его. Откуда же берется дополнительное тепло? (Лучи Солнца почти не нагревают атмосферу. Они поглощаются поверхностью земли, а затем земля излучает тепловые невидимые лучи, которые нагревают воздух. Солнечные лучи, проходя через стекло, нагревают землю. Для инфракрасных лучей, испускаемых землей, стекло мало проницаемо. Кроме того, стекло препятствует испарению воды из почвы и тем самым задерживает теплоту, которая затрачивается на испарение.)

· Для игрока на желтой дорожке:

1. Путники суровой зимой разожгли костер. Над костром устроили примитивный полог: натянули кусок парусины, чтобы он задерживал тепло и отбрасывал его вниз, - способ, хорошо известный людям которые учатся физике у природы. Почему теплый воздух поднимается вверх? (Теплый воздух имеет меньшую по сравнению с окружающим воздухом плотность. Под действием архимедовой силы он поднимается вверх.)

2. Перед тем как взлететь, ночная бабочка довольно долго подрагивает крылышками. Почему? (Бабочка «разогревается», подобно спортсмену, делающему разминку перед стартом. Часть совершаемой ею механической работы идет на увеличение внутренней энергии.)

· Для игрока на зеленой дорожке:

1. Предшественница электрической лампочки - керосиновая лампа - временами коптила, поэтому над ней на потолке образовывалось черное пятно. Но и над светильником с электрической лампой иногда возникает черное пятно на потолке. Неужели электрические лампы коптят? (Электрическая лампочка нагревает окружающий воздух. Возникает конвекционный поток вверх, содержащиеся в воздухе пылинки прилипают к потолку, образуя пятно над лампой.)

2. В трудных условиях приходится работать сталеварам, имеющим дело с расплавленным металлом. Его горячее дыхание буквально обжигает человека. Казалось бы, что для облегчения условий труда костюмы должны изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью. Между тем на самом деле спецодежда металлургов часто покрывается тонким слоем металла - великолепного проводника тепла. С какой целью так поступают? (Передача тепла от раскаленного металла к человеку происходит главным образом через излучение. Максимум энергии излучения при температуре металла несут инфракрасные лучи, которые, как и вообще электромагнитные волны, очень сильно отражаются металлами.)

3. На коробке лежит папироса. Она дымится с обоих концов. Но дым, выходящий через мундштук, опускается вниз, между тем как с другой стороны он вьется вверх. Почему? (Да, дым один и тот же, но над тлеющим концом папиросы имеется восходящее течение нагретого воздуха. Воздух же, проходящий вместе с дымом через мундштук, успевает охладится и не увлекается уже вверх, а так как частицы дыма сами по себе тяжелее воздуха, то они и опускаются вниз.)

III. Подведение итогов

Награждение победителей. Учитель выставляет оценки за урок.