Главная / Физика / Решение задач на теплообмен

Решение задач на теплообмен

hello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifМКОУ «Никольская СОШ»

Аннинского района Воронежской области














Решение задач по физике

на теплообмен с опорой на графики.



/Урок в 10 классе, учитель

Коновалов Юрий Васильевич/

































2012-13 год



10 класс.

Урок по теме: «Решение задач на теплообмен» /2 часа/.


Цель урока: научить учащихся решать типовые задачи на теплообмен по определённому алгоритму, продолжить развитие памяти, абстрактного мышления, умения выделять главное.


1-й час.


  1. Орг. часть. /2 мин./


  1. Повторение формул, по которым вычисляется количество теплоты при нагревании (охлаждении), плавлении (кристаллизации), парообразовании (конденсации) тел. (На отдельном плакате висят на видном месте).


/3 мин./

  1. Постановка задачи для учащихся: «Чтобы хорошо знать предмет, успешно сдать экзамен по физике и просто быть знающим человеком, чтобы через несколько лет помочь своим детям в решении задач и не ударить в грязь лицом перед ними, вам необходимо уметь решать так называемые задачи на теплообмен. Я за два урока научу вас этому, но без вашей помощи не получится. От вас требуется внимание, желание работать, дисциплинированность».

/1 мин./

  1. Для начала каждый из вас должен уметь строить график изменения температуры тела (качественно, без координатных осей). Научимся этому на примере решения следующих задач:


Построить график изменения температуры 40

воды при нагревании её от 15 до 400 С.

(смотри ответ справа)

15





50

Построить график изменения температуры

воды при охлаждении её от 50 до 200С.

20






Построить график изменения температуры 40

льда при нагревании его от 0 до 400С.


0 0



40


Построить график изменения температуры

воды при охлаждении её от 40 до –200С.

0 0

- 20




350

Построить график изменения температуры 327 327

свинца при нагревании от 50 до 3500С.


50




100 100


Построить график изменения температуры 0 0

пара от 100 до –200С.

- 20


/15 мин./




Учащимся, принимавшим активное участие в построении графиков, сразу выставляются хорошие оценки (по их желанию).



  1. Запишем в тетрадь алгоритм решения задач на теплообмен:


    1. Записать условие;

    2. Записать в строке название веществ, участвующих в теплообмене;

    3. Записать начальную и конечную температуру веществ;

    4. Для каждого вещества построить график изменения температуры;

    5. Записать «получает к. т.» или «отдает к. т.» это вещество (к. т. – количество теплоты);

    6. Записать формулы расчёта количеств теплоты;

    7. Суммировать все отданные к. т. и приравнять сумме полученных к. т. (уравнение теплового баланса);

    8. При необходимости произвести необходимые замены;

    9. Подставить значения величин и сделать вычисления.


/5 мин./

  1. Решаем вместе задачу (учитель на доске, ученики - в тетради):


В латунный калориметр массой 80 г, содержащий 200 г воды с температурой 200С, опустили кусочек алюминия массой 40 г при температуре 1000С. Температура теплового равновесия стала равна 230С. Определить удельную теплоемкость алюминия.




латунь

вода

алюминий

200С; 230С

200С; 230С

1000С; 230С

23

20


23

20

100



23

Получ. к.т.

Получ. к.т.

Отдает к. т.

Qл= mл слΔtл

Qв= mвсвΔtв

Qа= mасаΔtа

mл=80 г

tл=200С

mв=200г

tв=200С

mа=40г

tа=1000С

t=230С


са-?


mа са Δtа = mл сл Δtл + mв св Δtв.


0,04· са· (100-23) = 0,083·80· (23-20) + 0,2·4200· (23-20).


3,08 са = 91,2 + 2520 = 2611,2


са = 2611,2/3,08 = 848 (Дж/кг 0С)


Ответ: уд. тепл-ть алюм-я 848 Дж/кг 0С.

/14 мин./

Перерыв.


2-й час.


7.Обращаю внимание учащихся, что всегда при определении изменения температуры вещества из большей температуры вычитается меньшая. Разбираем непонятные вопросы.

/2-4 мин./


8.Решаем задачу (лучший ученик на доске):


В стальной сосуд массой 300 г налито 1,5 кг воды при 170С. В воду опустили кусок мокрого снега массой 200 г. Когда снег растаял, установилась температура 70С. Какое количество воды было в комке снега?



сталь

вода

снег

Вода в куске

170С; 70С

170С; 70С

00С; 70С

00С; 70С

17


7

17


7

7


0 0


7


0

Отдает. к.т.

Отдает. к.т.

Получ. к.т.

Получ. к.т.

Qст= mст сстΔtст

Qв= mвсвΔtв

Qс= λ mс+ mссвΔtвк

рл Qвк= mвксвΔtвк

mст=300 г

mв=1,5 кг

tст= tв=170С

mк=200 г

tк=00С

t =70С


mвк- ?



mст сстΔtст+ mвсвΔtв= λ mс+ mссвΔtвк + mвксвΔtвк. С учётом mс= 0,2- mвк


0,3·460·10+1,5·4200·10=330000·(0,2- mвк)+(0,2- mвк)·4200·7+ mвк·4200·7


1380+63000=66000-330000 mвк+5880-29400·mвк+29400·mвк


64380=71880-330000·mвк


330000·mвк=7500


mвк=0,023 (кг) mвк=23 г.

Ответ: в комке снега было 23 г воды.


Подумайте, поднимите руку и ответьте: сколько снега было в комке?


9. Обращаю внимание учащихся, что количество применяемых формул совпадает с количеством отрезков на графиках.

/15 мин./

10. Самостоятельно решается задача (нуждающимся-помощь учителя):


В сосуд, содержащий 2,8 кг воды при температуре 200С, бросают кусок стали массой 3 кг, нагретый до 4600С. Вода нагревается до 600С, а часть её обращается в пар. Найти массу воды, обратившейся в пар. Теплоемкостью сосуда пренебречь.



mв=2,8 кг вода сталь

tв=200С 200С; 600С(часть 1000С) 4600С; 600С

mс=3 кг

tс=4600С 100 100 460

t=600С 60


mп=? 60

20


Получает кол-во теплоты: Отдает кол-во теплоты:


Qв= mвсвΔtв+ mпсвΔtвп+mпL Qс= mсссΔtс



mвсвΔtв+mпсвΔtвп+mпL = mсссΔtс.


2,8·4200·40+mп·4200·40+mп·2,3·106 = 3·460·400.


470400+168000·mп+2300000·mп=552000


2468000·mп =81600


mп = 0,033 кг = 33 г.


Ответ: 33 г воды превратилось в пар.

/15 мин./



11. Задание на дом.


Более «сильным» учащимся можно предложить задачу с пояснениями порядка решения:


На большой кусок льда с температурой 00С положили горячий алюминиевый куб. Когда произошёл теплообмен, куб полностью погрузился в лёд (верхняя грань куба лежит в плоскости поверхности льда). Определить начальную температуру куба.



Остальным:


В 2 кг воды с температурой 200С опустили стальную деталь массой 1 кг с температурой 600С. Найти температуру теплового равновесия.

/3 мин/

12. Подведение итогов урока, выставление оценок.

/2 мин./




Считаю, что при таком порядке решения подобных задач большое наглядное представление дают графики: и температуры тел как на ладошке, и сколько формул потребуется, и какие, и в каком агрегатном состоянии находятся вещества (можно около «кусочков» графика пометить «вода», «пар», лёд»), и есть ли переход из одного агрегатного состояния в другое (всего тела-сплошная линия или части-штриховая линия).


Спасибо за внимание!




Решение задач на теплообмен
  • Физика
Описание:

Предлагаю алгоритм решения задач на теплообмен, в котором главную роль играют качественные графики изменения температуры тел, участвующих в теплообмене. Всё как "на ладони". Легко и понятно, ученикам нравится.

Не все, но многие задачи на теплообмен учащимся легче (нагляднее) решать предлагаемым мною способом. Тут главную роль играют графики (качественные, без осей координат) изменения температуры тел, участвующих в теплообмене. Они дают полное и наглядное представление о сути происходящих физических процессов, "говорят" о количестве требуемых формул. Структура порядка решения задачи понятна, проста, облегчает обучающимся при решении задач такого типа. Подчеркиваю, что не все задачи можно решить по этой схеме.

Автор Коновалов Юрий Васильевич
Дата добавления 09.01.2015
Раздел Физика
Подраздел
Просмотров 2398
Номер материала 48598
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓