Жылу мөлшері. Жылу балансының теңдеуі

Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме)

8.3.2.9 – жылулық тепе-теңдік (балансы) теңдеуін есептер шығаруда қолдану

8.3.2.8 – жылу құбылыстарындағы энергияның сақталу және айналу заңын зерттеу

8.1.3.2 – тәжірибені жүргізуге әсер ететін факторларды анықтау

8.1.3.3 – физика кабинетінде қауіпсіздік ережелерін білу және сақтау

Сабақ мақсаты

Барлық оқушылар үшін: жылулық тепе-теңдік (балансы) теңдеуін есептер шығаруда қолданады, жылу құбылыстарындағы энергияның сақталу және айналу заңын зерттейді, тәжірибені жүргізуге әсер ететін факторларды анықтайды, физика кабинетінде қауіпсіздік ережелерін білу және сақтайды

Көпшілік оқушылар үшін: жылулық тепе-теңдік теңдеуін есептер шығаруда қолдана алады, тәжірибелік тапсырмалар арқылы зерттеу жұмыстарын жүргізеді

Кейбір оқушылар үшін: энергияның сақталу және айналу заңының  практикалық маңызын түсіндіре алады, анықталған  мәлімет  негізінде  графигін  салады.

Ойлау дағдылары

Білу, түсіну, қолдану

Бағалау критерийі

- жылулық тепе-теңдік теңдеуінің физикалық мағынасын біледі

- өлшеулер мен есептеулер нәтижелерін салыстыру арқылы қорытынды жасайды

- жылулық тепе-теңдік теңдеуінің тәжірибеде қолданылуын түсіндіреді

- жылулық тепе-теңдік теңдеуіне есептер шығарады

- мәлімет бойынша график тұрғыза алады

Тілдік мақсаттар

Лексика мен сөзтіркестері

Жылу балансы теңдеуі, тұйық жүйе, жылулық тепе-теңдік

Пәнге қатысты сөздік қор мен терминдер

Тепе-теңдік, энергия өзгерісі

Диалогтар мен жазу үшін қолданылатын тіркестер

Қоршаған ортамен жылу алмаспайтын денелер жүйесі ......

Денелер жүйесінің толық энергиясы деп .......

Тұйық жылуоқшауланған денелер жүйесінде........

Құндылықтарға баулу

Энергияның сақталу және айналу заңының  физика мен математикада күнделікті өмірмен байланысын көрсете отырып, техникалық және кәсіби мамандарды даярлауға жетелеу.

Пәнаралық байланыс

Жылу мөлшерін есептеу барысында математикалық білімдерін қолданады

Физика есептерін математикамен  байланыстырады

Алдыңғы білім

Жылу мөлшері, заттың меншікті жылу сыйымдылығы

Сабақтың жоспарланған кезеңдері

Сабақтағы жоспарланған жаттығу түрлері

Ресурстар

Сабақтың басы

/1 мин/

«Амандасу» ойыны

Нұсқау: Әр қатысушы топтың әр мүшесімен ыммен (мимикамен), қол қимылы арқылы, дене қимылымен (пантомимикамен), вербальді әрекеттерді қолданбай, амандасу қажет.

Топтар:

1-топ: Бақылаушылар немесе бастапқы деректерді жабдықтаушылар(тірек білімдерді өзектендіреді)

2-топ: Көмекшілер(мәліметтерді хабарлайды)

3-топ: Ми орталығы (гипотезалар, идеялар ұсынады)

4-топ: Тәжірибе жасаушылар(тәжірибе жүргізеді)

5-топ: Инженерлер(құрастырмаларды жинайды)

6-топ: Тарихшылар(осы мәселе бойынша ғылыми көзқарастың дамуы туралы хабар іздейді)

Көңілді музыка

Өткенге шолу

/5 мин/

(ұжымдық жұмыс)

Физикалық шамаларды талдау жүйесі

Физикалық шама сипаттайтын, анықтайтын құбылыс пен қасиеттер

Жылу мөлшері.

Физикалық шаманың жеке жағдайлары (бағыты)

Физикалық шаманың белгіленуі,анықтамасы

Жылу мөлшері Q әрпімен белгіленеді, жылу мөлшері – жылу берілу кезінде ішкі энергияның өзгеруінің өлшемі; жылу мөлшері – жылу берілу кезінде дененің алатын немесе жоғалтатын энергиясы; жылу мөлшері – физикалық шама және ол температуралардың өзгерісіне тура пропорционал; жылу мөлшері – сол заттың температура өзгерісіне, массасына, және жылусыйымдылығына тура пропорционал.

Физикалық шаманың формуласы

Q = cm(t₂ – t₁)

Физикалық шаманың басқа физикалық шамалармен байланысы

Q ~ (t₂ – t₁), қыздыру барысында судың температураларының айырымы неғұрлым жоғары болса, оған соғұрлым көп жылу мөлшері қажет;

Q ~ c, денеге қажетті жылу мөлшері оның қандай заттан жасалғанына да байланысты;

Q~m), судың массасы неғұрлым көп болса, оны белгілі бір температураға дейін қыздыру үшін соғұрлым көп жылу мөлшері қажет.

Физикалық шаманың өлшем бірлігі (SI жүйесінде)

Q –[Дж], еселік бірліктер Q – [кДж] - Q – [МДж], үлестік бірліктер - Q – [мДж]- Q – [мкДж].

Өлшеу тәсілдері мен өлшейтін жабдық

Өлшеудің тура және жанама тәсілдері қолданады. Судың температурасын термометр арқылы тікелей, массасын өлшеуіш стақан немесе өлшеуіш цилиндр арқылы жанама тәсілмен өлшейміз.

Өлшеу аралығы (интервалы)

Термометрдегі сынап сұйықтығының тоқтағанға дейінгі аралығы алынады. Белгілі бір көлем берілгендіктен өлшеуіш стақан немесе өлшеуіш цилиндр арқылы нақты көлем алынады.

Қолдану мен қолданушегі.

Жылу берілу кезінде дененің алатын немесе беретін жылу мөлшерін есептеу үшін қолданылады.

6-топ: Тарихшылар (осы мәселе бойынша ғылыми көзқарастың дамуы туралы хабар іздейді)

1690 жылы Галилео Галилей жылудың тегін түсіндіруге тырысты. Оның ойынша, жылу  – барлық денелерге еркін кіре алатын және шыға алатын зат. Блек галилейдің көзқарасын арық қарай дамытып, жылутек теориясын жасады. Жылутек дегеніміз – түсі, иісі, дәмі жоқ салмақсыз сұйық болып табылады. Кейін бұл теория дұрыс болмады. Бірақ оны жақтаушылар физика үшін үлкен еңбек етті. Олар жылусыйымдылық түсінігін енгізді, калориметрді ойлап тапты. Міне, осы кезден құбылыстың ішкі механизміне бармай-ақ сандық есептеулер жүргізуге мүмкіндік туды.

Сатылай кешенді талдау алгаритмі

Сабақтың ортасы

/10 мин/

(топтық жұмыс)

Конструкторлық бюро жұмысы

5-топ: Инженерлер (құрастырмаларды жинайды)

Тапсырманы айтып, қажетті құрал-жабдықтарды атайды.

1-тапсырма: «Температуралары әр түрлi суды араластырғандағы жылу мөлшерлерін салыстыру»

Құрал-жабдықтар: Салқын және ыстық су, термометр, калориметр, өлшеуіш стақан немесе өлшеуіш цилиндр

4-топ: Тәжірибе жасаушылар (тәжірибе жүргізеді)

Жұмыс барысы:

-          Стақанға белгілі көлемде суық су құйып, t₁ температурасын өлшейміз.

-          Калориметрге дәл сондай ыстық су құйып, t₂ температурасын өлшейміз.

-          Калориметрге стақандағы суды құйып, қоспаның tтемпературасын өлшейміз.

-          Ыстық судың берген жылу мөлшерін Q₁ = cm(t₂ – t) формуласы бойынша анықтаңдар.

-          Суық судың ыстық судан алған жылу мөлшерін Q₂ = cm(t – t₁) формуласы бойынша анықтаңдар.

-          Өлшеулер мен есептеулердің нәтижесін кестеге жазамыз.

-          Ыстық судың берген, суық судың алған жылу мөлшерлерін салыстырыңдар.

-          Эксперименттегі салыстырмалы қателікті ε = (Q₂ – Q₁) / Q₂ есептеңдер.

-          Қорытынды жасаңдар.

2-топ: Көмекшілер (мәліметтерді хабарлайды)

Тәжірибе жасаушылардың айтқан мәліметтерін тақтаға кесте сызып, жазып отырады.

3-топ: Ми орталығы (гипотезалар, идеялар ұсынады)

Қорытынды жасайды.

Қорытынды:

Ыстық су берген энергияның суық су алған энергиядан артық. Себебі, энергияның бір бөлігі қоршаған ауаның ішкі энергиясын арттыруға, басқа бөлігі суды араластырған ыдысты қыздыруға жұмсалды.

Салқын және ыстық су, термометр, калориметр, өлшеуіш стақан немесе өлшеуіш цилиндр

Сергіту сәті

/1 мин/

«Автралия жауыны»

Нұсқау: Қолды уқалайды, алақанды ұрады, санды ұрады, саусақты шықырлатады.

Жаңбыр дауысы

Сабақтың ортасы

/10 мин/

(топтық жұмыс)

2-тапсырма: «Ортақ пікір»

5-топ: Инженерлер (құрастырмаларды жинайды)

Тапсырманы айтып, қажетті құрал-жабдықтарды атайды.

2-тапсырма: «Қоспаның температурасын анықтау»

Құрал-жабдықтар:Термометр, температурасы әртүрлі су, секундомер.

4-топ: Тәжірибе жасаушылар (тәжірибе жүргізеді)

Калориметрді қолданып, температурасы ыстық су мен суық суды араластырып, 2 минуттан кейін қоспаның температурасын өлшеңдер. Қоспаның температурасын мына формула бойынша анықтайды:

c₁ m₁ (t₂ - t) = c₂ m₂ (t – t₁)

Дескриптор:

-          Сұйықтың массасын өлшеуді білді

-          Термометрмен судың температурасын анықтады

-          Қоспаның температурасын есептеді

2-топ: Көмекшілер (мәліметтерді хабарлайды)

Тәжірибе жасаушылардың айтқан мәліметтерін тақтаға кесте сызып, жазып отырады.

3-топ: Ми орталығы (гипотезалар, идеялар ұсынады)

4-топ: Тәжірибе жасаушылар (тәжірибе жүргізеді)

Тәжірибелік мәнге тоқталады, ал ми орталығы теориялық мәнге тоқталады.

3-топ: Ми орталығы (гипотезалар, идеялар ұсынады)

Қорытынды жасайды.

Жылу балансының теңдеуi. Тұйық жүйедегi жылу алмасу кезiнде, оның iшкi энергиясының қосындысы өзгермейдi. Кез келген жеке алынған дененiң энергиясының өзгерiсi жылулық тепе-теңдiк басталғанға дейiнгi дененiң берген немесе алған жылу мөлшерiне тең: ΔU_i = Q_i.

5-топ: Инженерлер (құрастырмаларды жинайды)

Уақыттың температураға тәуелділік графигін салады.

Термометр, температурасы әртүрлі су, секундомер

https://bilimland.kz/kk/courses/physics-kk/molekulalyq-fizika/termodinamika/lesson/zhylusyi-ymdylyq

https://bilimland.kz/kk/courses/physics-kk/molekulalyq-fizika/termodinamika/lesson/zhylusyi-ymdylyq

https://bilimland.kz/kk/courses/informatika-kk/8-synyp/lesson/diagrammalar-men-kestelerdi-zhasau

Excel бағдарламасы арқылы график тұрғызу

Сабақтың соңы

(топтық  жұмыс)

/5 мин/

1-топ: Бақылаушылар немесе бастапқы деректерді жабдықтаушылар (тірек білімдерді өзектендіреді)

Кері байланыс

/3 мин/

ПОПС - формуласы

Оқушылар жинақтаған білімдеріне сүйене отырып ПОПС формуласын жазып шығарулары керек.

Менің ойымша, ................................................................................................
Себебі, мен оны былай түсіндіремін …..........................................................
Оны мен мына фактілермен, мысалдармен дәлелдей аламын ..............................................................................................................................

Осыған байланысты мен мынадай қорытынды шешімге келдім

..............................................................................................................................

Үлестірме қағаздар «ПОПС формуласы»

Үйге тапсырма

/1 мин/

«Қатты дауылдан кейін теңіздің суы неге жылы болады?»- эссе жазу (25 сөзден кем емес)

Саралау – Сіз қандай тәсілмен көбірек қолдау көрсетпексіз? Сіз басқаларға қарағанда қабілетті оқушыларға қандай тапсырмалар бересіз? 

Бағалау – Сіз оқушылардың материалды игеру деңгейін қалай тексеруді жоспарлап отырсыз?

Денсаулық және қауіпсіздік техникасын сақтау

Белсенді оқыту тәсілдері арқылы оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттырамын. Мысалдар, тәжірибелер, есептер шығару  барысында қабілеті жоғары оқушылар нақты қорытынды жасайды.

Оқушыларды «Температурасы әртүрлі  суды араластырғандағы жылу мөлшерін салыстыру» тапсырмасын  «Басбармақ» әдісі, «Ортақ пікір» тапсырмасын «Жарайсың!» әдісі арқылы  бағалаймын.

«Амандасу» ойыны арқылы көңіл күйін аударуға бағыттаймын.